Organ-on-a-chip
ஒரு உறுப்பு-மீது-ஒரு-சிப் (ஓ. ஓ. சி) என்பது ஒரு முழு உறுப்பு அல்லது ஒரு உறுப்பு அமைப்பின் செயல்பாடுகள், இயக்கவியல் மற்றும் உடலியல் பதிலை உருவகப்படுத்தும் பல-சேனல் 3-டி மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் செல் கலாச்சாரம், ஒருங்கிணைந்த சுற்று (சிப்) ஆகும். இது குறிப்பிடத்தக்க பயோமெடிக்கல் இன்ஜினியரிங் ஆராய்ச்சியின் பொருள், மேலும் துல்லியமாக பயோ-எம். இ. எம். எஸ்ஸில். ஆய்வகங்கள்-ஆன்-சிப்ஸ் (எல்ஓசி) மற்றும் செல் உயிரியல் ஆகியவற்றின் ஒருங்கிணைப்பு ஒரு உறுப்பு-குறிப்பிட்ட சூழலில் மனித உடலியல் பற்றிய ஆய்வை அனுமதித்துள்ளது. நிலையான உயிரணு வளர்ப்பை விட சிக்கலான திசுக்களின் அதிநவீன இன் விட்ரோ தோராயமாக செயல்படுவதன் மூலம், அவை மருந்து வளர்ச்சி மற்றும் நச்சு சோதனைக்கு விலங்கு மாதிரிகளுக்கு மாற்றாக திறனை வழங்குகின்றன. பல வெளியீடுகள் இந்த இடைமுகத்தில் உறுப்பு செயல்பாடுகளை மொழிபெயர்த்ததாகக் கூறினாலும், இந்த மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் பயன்பாடுகளின் வளர்ச்சி இன்னும் அதன் ஆரம்ப கட்டத்தில் உள்ளது. ஆர்கன்கள்-ஆன்-சிப்ஸ் வெவ்வேறு ஆராய்ச்சியாளர்களிடையே வடிவமைப்பு மற்றும் அணுகுமுறையில் வேறுபடுகின்றன. மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனங்களால் உருவகப்படுத்தப்பட்ட உறுப்புகளில் மூளை, நுரையீரல், இதயம், சிறுநீரகம், கல்லீரல், புரோஸ்டேட், நாளங்கள் (தமனி), தோல், எலும்பு, குருத்தெலும்பு மற்றும் பல அடங்கும். ஆரம்பகால உறுப்பு-மீது-ஒரு-சிப் அணுகுமுறையின் ஒரு வரம்பு என்னவென்றால், ஒரு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட உறுப்பின் உருவகப்படுத்துதல் உடலின் சிக்கலான உடலியல் செயல்முறைகளின் வலையமைப்பில் நிகழும் குறிப்பிடத்தக்க உயிரியல் நிகழ்வுகளை இழக்கக்கூடும், மேலும் இந்த மிகைப்படுத்தல் வரையக்கூடிய அனுமானங்களை கட்டுப்படுத்துகிறது. அடுத்தடுத்த மைக்ரோஃபிசியோமெட்ரியின் பல அம்சங்கள் மைக்ரோஃபேப்ரிகேஷன், மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் மைக்ரோஃப்ளூயிடிக்ஸ் வழியாக துல்லியமாக உருவகப்படுத்தப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ் மிகவும் அதிநவீன உடலியல் பதில்களை மாதிரியாக்குவதன் மூலம் இந்த கட்டுப்பாடுகளை நிவர்த்தி செய்வதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. உறுப்பு சில்லுகளின் வளர்ச்சி மனித வைரஸ் நோய்த்தொற்றுகளின் சிக்கலான நோயெதிர்ப்பு இயற்பியல் பற்றிய ஆய்வுக்கு உதவியது. வைரஸ் ஹெபடைடிஸ் பற்றிய ஆய்வுகளை செயல்படுத்திய கல்லீரல் சிப் தளம் ஒரு எடுத்துக்காட்டு. லேப்-ஆன்-சிப் என்பது வெற்று மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சேனல்களில் உள்ள துகள்களைக் கையாளும் ஒரு சிப்பில் ஒன்று அல்லது பல ஆய்வக செயல்பாடுகளை ஒருங்கிணைக்கும் ஒரு சாதனமாகும். இது ஒரு தசாப்தத்திற்கும் மேலாக உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. இவ்வளவு சிறிய அளவில் துகள்களைக் கையாள்வதில் உள்ள நன்மைகள் திரவ அளவு நுகர்வு (குறைந்த வினையூக்கிகள் செலவுகள், குறைந்த கழிவு), சாதனங்களின் பெயர்வுத்திறனை அதிகரிப்பது, செயல்முறை கட்டுப்பாட்டை அதிகரிப்பது (விரைவான வெப்ப-வேதியியல் எதிர்வினைகள் காரணமாக) மற்றும் புனையமைப்பு செலவுகளைக் குறைப்பது ஆகியவை அடங்கும். கூடுதலாக, மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் ஓட்டம் முற்றிலும் லேமினார் ஆகும் (அதாவது, கொந்தளிப்பு இல்லை). இதன் விளைவாக, ஒரு வெற்று கால்வாயில் அண்டை நீரோடைகளுக்கு இடையில் கலப்பு இல்லை. செல்லுலார் உயிரியல் ஒருங்கிணைப்பில், திரவங்களில் உள்ள இந்த அரிய பண்பு, வேதியியல் தூண்டுதல்களுக்கு பதிலளிக்கும் வகையில் செல் இயக்கம், ஸ்டெம் செல் வேறுபாடு, ஆக்சான் வழிகாட்டுதல், உயிர்வேதியியல் சமிக்ஞையின் துணை செல்லுலார் பரவல் மற்றும் கரு வளர்ச்சி போன்ற சிக்கலான செல் நடத்தைகளை சிறப்பாக ஆய்வு செய்ய பயன்படுத்தப்படுகிறது. 3டி செல் வளர்ப்பு மாதிரிகளிலிருந்து 3டி செல் வளர்ப்பு மாதிரிகளுக்கு மாறுவது உயர் மட்ட உயிரணு வேறுபாடு மற்றும் திசு அமைப்பை ஊக்குவிப்பதன் மூலம் 2டி வளர்ப்பு அமைப்புகளை மீறுகிறது. 3டி கலாச்சார அமைப்புகள் மிகவும் வெற்றிகரமானவை, ஏனெனில் ஈசிஎம் ஜெல்களின் நெகிழ்வுத்தன்மை வடிவ மாற்றங்கள் மற்றும் செல்-செல் இணைப்புகளுக்கு இடமளிக்கிறது-முன்பு கடுமையான 2டி கலாச்சார அடி மூலக்கூறுகளால் தடை செய்யப்பட்டது. ஆயினும்கூட, சிறந்த 3டி கலாச்சார மாதிரிகள் கூட திசு-திசு இடைமுகங்கள் (எ. கா., எபிடெலியம் மற்றும் வாஸ்குலர் எண்டோதெலியம்), இரசாயனங்களின் ஸ்பேட்டியோடெம்போரல் சாய்வுகள் மற்றும் இயந்திர ரீதியாக செயலில் உள்ள நுண் சூழல்கள் (எ. கா. தமனிகளின் வாஸ்கோன்ஸ்ட்ரிக்ஷன் மற்றும் வெப்பநிலை வேறுபாடுகளுக்கு வாசோடைலேட்டர் பதில்கள்). உறுப்புகளில் நுண்ணுயிரிகளைப் பயன்படுத்துவது ஊட்டச்சத்துக்கள் மற்றும் பிற கரையக்கூடிய குறிப்புகளின் திறமையான போக்குவரத்து மற்றும் விநியோகத்தை சாத்தியமான 3D திசு கட்டமைப்புகள் முழுவதும் செயல்படுத்துகிறது. முழு உயிரினங்களின் உயிரியல் செயல்பாடுகள், மாறும் இயந்திர பண்புகள் மற்றும் உயிர்வேதியியல் செயல்பாடுகளைப் பிரதிபலிக்கும் 3டி செல்-கலாச்சார மாதிரிகளின் அடுத்த அலை என்று ஆர்கன்கள்-ஆன்-சிப்ஸ் குறிப்பிடப்படுகின்றன. உறுப்புகளின் மூளை-ஆன்-அ-சிப் சாதனங்கள் நரம்பியல் அறிவியல் மற்றும் மைக்ரோஃப்ளூயிடிக்ஸ் இடையே ஒரு இடைமுகத்தை உருவாக்குகின்றனஃ 1) கலாச்சார நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துதல்; 2) உயர்-செயல்திறன் திரையிடலை ஆதரிக்கிறது; 3) உறுப்பு-நிலை உடலியல் மற்றும் நோயை விட்ரோ/எக்ஸ் விவோவில் மாடலிங் செய்தல், மற்றும் 4) மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனங்களின் உயர் துல்லியம் மற்றும் ட்யூனபிலிட்டியை சேர்ப்பது. செல் கலாச்சார முறையின் அடிப்படையில் மூளை-மீது-ஒரு-சிப் சாதனங்கள் பல நிலை சிக்கல்களைக் கொண்டுள்ளன. பாரம்பரிய 2டி செல் கலாச்சாரம் முதல் 3டி திசுக்கள் வரை கரிம வகை மூளைத் துண்டுகள் வடிவில் உள்ள தளங்களைப் பயன்படுத்தி சாதனங்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. ஆர்கனோடைபிக் மூளை துண்டுகள் ஒரு இன் விட்ரோ மாதிரியாகும், இது விவோ உடலியங்கியலில் கூடுதல் செயல்திறன் மற்றும் ஒளியியல் நன்மைகளுடன் பிரதிபலிக்கிறது, இதனால் மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனங்களுடன் நன்கு இணைக்கப்படுகிறது. மூளை துண்டுகள் முதன்மை செல் கலாச்சாரத்தை விட நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன, அந்த திசு கட்டமைப்பு பாதுகாக்கப்படுகிறது மற்றும் பல்லுயிர் தொடர்புகள் இன்னும் நிகழலாம். அவற்றின் பயன்பாட்டில் நெகிழ்வுத்தன்மை உள்ளது, ஏனெனில் துண்டுகள் தீவிரமாக பயன்படுத்தப்படலாம் (துண்டு அறுவடைக்குப் பிறகு 6 மணி நேரத்திற்குள்) அல்லது பிற்கால சோதனை பயன்பாட்டிற்காக வளர்க்கப்படலாம். கரிம வகை மூளைத் துண்டுகள் பல வாரங்களுக்கு உயிர்வாழக்கூடியவை என்பதால், அவை நீண்ட கால விளைவுகளை ஆய்வு செய்ய அனுமதிக்கின்றன. ஸ்லைஸ் அடிப்படையிலான அமைப்புகள் செல்லுலார் சூழல்களின் துல்லியமான கட்டுப்பாட்டுடன் சோதனை அணுகலையும் வழங்குகின்றன, இது நரம்பியல் விளைவுகளுடன் நோயை தொடர்புபடுத்துவதற்கான பொருத்தமான தளமாக அமைகிறது. ஒற்றை மூளையிலிருந்து சுமார் 10 முதல் 20 துண்டுகள் பிரித்தெடுக்கப்படுவதால், விவோ ஆய்வுகளில் ஒப்பிடும்போது விலங்குகளின் பயன்பாடு கணிசமாகக் குறைகிறது. கரிம வகை மூளைத் துண்டுகள் பல விலங்கு இனங்களிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்டு வளர்க்கப்படலாம் (எ. கா. எலிகள்), ஆனால் மனிதர்களிடமிருந்தும். கல்ச்சர் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்த மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனங்கள் கரிம வகை துண்டுகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. கரிம வகை மூளைத் துண்டுகளை வளர்ப்பதற்கான நிலையான செயல்முறை (தடிமனில் சுமார் 300 மைக்ரான்) காற்று-நடுத்தர இடைமுகத்தை உருவாக்க அரை துளைகள் கொண்ட சவ்வுகளைப் பயன்படுத்துகிறது, ஆனால் இந்த நுட்பம் ஊட்டச்சத்துக்கள் மற்றும் கரைந்த வாயுக்களின் பரவல் வரம்புகளை விளைவிக்கிறது. மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் அமைப்புகள் இந்த தேவையான ஊட்டச்சத்துக்கள் மற்றும் வாயுக்களின் லேமினார் ஓட்டத்தை அறிமுகப்படுத்துவதால், போக்குவரத்து மேம்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் அதிக திசு நம்பகத்தன்மையை அடைய முடியும். தரமான துண்டுகளை சாத்தியமானதாக வைத்திருப்பதைத் தவிர, தடிமன் காரணமாக குறிப்பிடத்தக்க போக்குவரத்துத் தடை இருந்தபோதிலும், மூளை-மீது-ஒரு-சிப் தளங்கள் தடிமனான மூளை துண்டுகளை (சுமார் 700 மைக்ரான்) வெற்றிகரமாக வளர்க்க அனுமதித்தன. தடிமனான துண்டுகள் அதிக பூர்வீக திசு கட்டமைப்பைத் தக்கவைத்துக்கொள்வதால், இது மூளை-மீது-ஒரு-சிப் சாதனங்களை உயிரணு நம்பகத்தன்மையை தியாகம் செய்யாமல் "இன் விவோ போன்ற" பண்புகளை அடைய அனுமதிக்கிறது. மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனங்கள் 2டி மற்றும் ஸ்லைஸ் கலாச்சாரங்கள் இரண்டிலும் உயர்-செயல்திறன் திரையிடல் மற்றும் நச்சுயியல் மதிப்பீடுகளை ஆதரிக்கின்றன, இது மூளையை இலக்காகக் கொண்ட புதிய சிகிச்சை முறைகளின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கிறது. ஒரு சாதனம் கிளியோபிளாஸ்டோமா மல்டிஃபார்மில் (மனித மூளை புற்றுநோயின் மிகவும் பொதுவான வடிவம்) பிடாவஸ்டாடின் மற்றும் ஐரினோடெகான் மருந்துகளை ஒருங்கிணைக்க முடிந்தது. இந்த திரையிடல் அணுகுமுறைகள் இரத்த-மூளைத் தடையின் (பிபிபி) மாதிரியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, இது மூளைக்கு சிகிச்சையளிக்கும் போது மருந்துகள் கடக்க ஒரு குறிப்பிடத்தக்க தடையாக உள்ளது, இது இந்த தடையின் குறுக்கே மருந்து செயல்திறனை விட்ரோவில் ஆய்வு செய்ய அனுமதிக்கிறது. மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் ஆய்வுகள் அதிக பிராந்திய துல்லியத்துடன் சாயங்களை வழங்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இது மருந்து பயன்பாடுகளில் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட மைக்ரோபெர்ஃப்யூஷனுக்கு வழி வகுக்கிறது. மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் பிபிபி இன் விட்ரோ மாதிரிகள் உட்பொதிக்கப்பட்ட செல்களுக்கான 3டி சூழலைப் பிரதிபலிக்கின்றன (இது செல்லுலார் மற்றும் எக்ஸ்ட்ரா செல்லுலார் சூழலின் துல்லியமான கட்டுப்பாட்டை வழங்குகிறது), வெட்டு அழுத்தத்தைப் பிரதிபலிக்கின்றன, 2டி மாதிரிகளுடன் ஒப்பிடுகையில் உடலியல் ரீதியாக பொருத்தமான உருவவியலைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் சாதனத்தில் பல்வேறு செல் வகைகளை எளிதாக இணைக்கின்றன. மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனங்களை ஒளியியல் அணுகலுடன் வடிவமைக்க முடியும் என்பதால், இது குறிப்பிட்ட பகுதிகள் அல்லது தனிப்பட்ட உயிரணுக்களில் உருவவியல் மற்றும் செயல்முறைகளின் காட்சிப்படுத்தலையும் அனுமதிக்கிறது. மூளை-மீது-ஒரு-சிப் அமைப்புகள் அல்சைமர் நோய், பார்கின்சன் நோய் மற்றும் மல்டிபிள் ஸ்களீரோசிஸ் போன்ற நரம்பியல் நோய்களில் உறுப்பு-நிலை உடலியக்கத்தை பாரம்பரிய 2டி மற்றும் 3டி செல் கலாச்சார நுட்பங்களை விட மிகவும் துல்லியமாக மாதிரியாக்க முடியும். இந்த நோய்களை விவோ நிலைமைகளைக் குறிக்கும் வகையில் மாதிரியாக்கும் திறன் சிகிச்சைகள் மற்றும் சிகிச்சைகளின் மொழிபெயர்ப்புக்கு அவசியம். கூடுதலாக, மூளை திசு துண்டுகளில் புற்றுநோய்க்கான பயோமார்க்கர் கண்டறிதல் போன்ற மருத்துவ நோயறிதலுக்கு மூளை-ஆன்-ஏ-சிப் சாதனங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. மூளை-மீது-ஒரு-சிப் சாதனங்கள் சிறிய சேனல்கள் வழியாக ஓட்டம் காரணமாக செல்கள் அல்லது திசுக்களில் வெட்டு அழுத்தத்தை ஏற்படுத்தும், இது செல்லுலார் சேதத்தை ஏற்படுத்தும். இந்த சிறிய கால்வாய்கள் காற்று குமிழிகள் சிக்கிக் கொள்வதற்கான வாய்ப்பையும் அறிமுகப்படுத்துகின்றன, அவை ஓட்டத்தை சீர்குலைத்து உயிரணுக்களுக்கு சேதத்தை ஏற்படுத்தும். மூளை-மீது-ஒரு-சிப் சாதனங்களில் பி. டி. எம். எஸ் (பாலிடைமெத்தில்சிலோக்சேன்) பரவலாகப் பயன்படுத்துவது சில குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. பி. டி. எம். எஸ் மலிவானது, மென்மையாக்கக்கூடியது மற்றும் வெளிப்படையானது என்றாலும், புரதங்கள் மற்றும் சிறிய மூலக்கூறுகள் இதனால் உறிஞ்சப்படலாம் மற்றும் பின்னர் கட்டுப்பாடற்ற விகிதங்களில் கசிவு ஏற்படலாம். மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் பிபிபி சாதனங்களில் முன்னேற்றம் இருந்தபோதிலும், இந்த சாதனங்கள் பெரும்பாலும் தொழில்நுட்ப ரீதியாக மிகவும் சிக்கலானவை, அதிக சிறப்பு அமைப்புகள் மற்றும் உபகரணங்கள் தேவைப்படுகின்றன, மேலும் செல்லுலார் தடைகளைத் தாண்டி இடம்பெயரும் பொருட்களின் போக்குவரத்து இயக்கவியலில் தற்காலிக மற்றும் இடஞ்சார்ந்த வேறுபாடுகளைக் கண்டறிய முடியவில்லை. மேலும், இந்த மாதிரிகளில் ஊடுருவக்கூடிய தன்மையின் நேரடி அளவீடுகள் வரையறுக்கப்பட்ட வாசனை திரவியம் மற்றும் புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட மைக்ரோவாஸ்குலர் நெட்வொர்க்கின் சிக்கலான, மோசமாக வரையறுக்கப்பட்ட வடிவியல் காரணமாக மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. குடல் மனித குடல்-ஆன்-அ-சிப் இரண்டு மைக்ரோ சேனல்களைக் கொண்டுள்ளது, அவை குடல் எபிடெலியல் செல்களால் வரிசையாக நெகிழ்வான நுண்ணிய எக்ஸட்ராசெல்லுலர் மேட்ரிக்ஸ் (ஈ. சி. எம்)-பூசப்பட்ட சவ்வால் பிரிக்கப்படுகின்றனஃ கேகோ-2, இது குடல் தடையாக விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கேகோ-2 செல்கள் அதன் பெற்றோர் உயிரணுவின் தன்னிச்சையான வேறுபாட்டின் கீழ் வளர்க்கப்படுகின்றன, இது ஒரு மனித பெருங்குடல் அடினோகார்சினோமா, இது குடலின் பாதுகாப்பு மற்றும் உறிஞ்சும் பண்புகளின் மாதிரியைக் குறிக்கிறது. மைக்ரோ சேனல்கள் பாலிடைமெத்தில்சிலாக்சேன் (பி. டி. எம். எஸ்) பாலிமரிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன. குடல் நுண் சூழலைப் பிரதிபலிக்கும் வகையில், பெரிஸ்டால்சிஸ் போன்ற திரவ ஓட்டம் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. பிரதான செல் சேனல் இரு அடுக்கின் இருபுறமும் உள்ள வெற்றிட அறைகளில் உறிஞ்சுதலைத் தூண்டுவதன் மூலம், குடல் நடத்தைகளைப் பிரதிபலிக்கும் வகையில் நீட்சி மற்றும் ஓய்வெடுக்கும் சுழற்சி இயந்திர திரிபு உருவாக்கப்படுகின்றன. மேலும், உயிரணுக்கள் தன்னிச்சையான வில்லஸ் மார்போஜெனெசிஸ் மற்றும் வேறுபாடு ஆகியவற்றிற்கு உட்படுகின்றன, இது குடல் உயிரணுக்களின் பண்புகளை பொதுமைப்படுத்துகிறது. முப்பரிமாண வில்லி சாரக்கட்டு கீழ், செல்கள் பெருகுவது மட்டுமல்லாமல், வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாடுகளும் மேம்படுத்தப்படுகின்றன. குடலில் உள்ள மற்றொரு முக்கியமான பிளேயர் நுண்ணுயிரிகள், அதாவது குடல் மைக்ரோபயோட்டா. குடல் நுண்ணுயிரியில் உள்ள பல நுண்ணுயிர் இனங்கள் கடுமையான அனரோப்கள் ஆகும். இந்த ஆக்ஸிஜன் சகிப்புத்தன்மையற்ற அனரோப்களை ஆக்ஸிஜனுக்கு சாதகமான குடல் செல்களுடன் இணைந்து வளர்ப்பதற்காக, ஒரு பாலிசல்போன் புனையப்பட்ட குடல்-ஆன்-ஏ-சிப் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த அமைப்பு பெருங்குடல் எபிடெலியல் செல்கள், கோப்லெட் போன்ற செல்கள் மற்றும் பாக்டீரியா ஃபெகாலிபாக்டீரியம் ப்ராஸ்னிட்ஸி, யூபாக்டீரியம் ரெக்டேல் மற்றும் பாக்டீராய்டுகள் தியோட்டாயோமைக்ரான் ஆகியவற்றின் இணை வளர்ப்பை பராமரித்தது. வாய்வழி நிர்வாகம் என்பது மருந்து நிர்வாகத்திற்கான மிகவும் பொதுவான முறைகளில் ஒன்றாகும். இது நோயாளிகளுக்கு, குறிப்பாக வெளி நோயாளிகளுக்கு, கடுமையான மருந்து எதிர்வினைகளை அனுபவிப்பதற்கான குறைந்தபட்ச வாய்ப்புடன் மற்றும் பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில் வலி இல்லாத மருந்துகளை சுயமாக வழங்க அனுமதிக்கிறது. இருப்பினும், உடலில் மருந்தின் செயல்பாடு பெரும்பாலும் முதல் பாஸ் விளைவால் பாதிக்கப்படலாம். மனித செரிமான அமைப்பில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும் குடல், அதன் இரசாயன மற்றும் உயிரியல் பண்புகளை தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட முறையில் உறிஞ்சுவதன் மூலம் ஒரு மருந்தின் செயல்திறனை தீர்மானிக்கிறது. புதிய மருந்துகளை உருவாக்குவது விலை உயர்ந்தது மற்றும் நேரத்தை எடுத்துக்கொள்வது என்றாலும், குடல்-ஆன்-ஏ-சிப் தொழில்நுட்பம் அதிக அளவிலான செயல்திறனை அடைகிறது என்பது ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு செலவுகளையும் புதிய மருந்துகளுக்கான நேரத்தையும் கணிசமாகக் குறைத்துள்ளது. அழற்சி குடல் நோய்க்கான (ஐ. பி. டி) காரணம் மழுப்பலாக இருந்தாலும், அதன் நோயெதிர்ப்பு இயற்பியல் குடல் நுண்ணுயிரியை உள்ளடக்கியது. ஐபிடியைத் தூண்டுவதற்கான தற்போதைய முறைகள் கேகோ-2 ஐ செயல்படுத்த அழற்சி குறிப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. குடல் எபிட்டிலியம் தடுப்பு செயல்பாட்டில் குறைப்பு மற்றும் சைட்டோகைன் செறிவுகளை அதிகரித்ததாக கண்டறியப்பட்டது. குடல்-ஆன்-ஏ-சிப் மருந்து போக்குவரத்து, உறிஞ்சுதல் மற்றும் நச்சுத்தன்மை மற்றும் ஒட்டுமொத்த நுண்ணுயிரியில் நோய்க்கிருமிகள் மற்றும் தொடர்புகளைப் படிப்பதில் சாத்தியமான முன்னேற்றங்கள் குறித்த மதிப்பீட்டிற்கு அனுமதித்தது. கூடுதலாக, குடல்-ஆன்-அ-சிப் பாக்டீரியா இனங்களின் அழற்சி எதிர்ப்பு விளைவுகளை சோதிக்க அனுமதிக்கிறது. செல்லுலார் மற்றும் திசு நிலைகளில் காயங்களை மறுபரிசீலனை செய்வதால், குடல் இன் விட்ரோவில் மனித கதிர்வீச்சால் தூண்டப்பட்ட காயத்தை மாதிரியாக்க இந்த சிப் பயன்படுத்தப்பட்டது. காயங்கள் அடங்கும் ஆனால் அவை மட்டுமல்லஃ சளி உற்பத்தியில் வசிப்பது, வில்லஸ் பிளண்டிங்கை ஊக்குவிப்பது மற்றும் மைக்ரோவில்லியின் சிதைவு. தற்போதுள்ள இன் விட்ரோ அல்வியோலார்-கேபில்லரி இடைமுக மாதிரிகளின் உடலியல் பொருத்தத்தை மேம்படுத்தும் முயற்சியில் நுரையீரல் நுரையீரல்-ஆன்-ஏ-சிப்ஸ் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இத்தகைய பன்முக செயல்பாட்டு நுண் சாதனம் மனித அல்வியோலார்-கேபில்லரி இடைமுகத்தின் (அதாவது உயிருள்ள நுரையீரலின் அடிப்படை செயல்பாட்டு அலகு) முக்கிய கட்டமைப்பு, செயல்பாட்டு மற்றும் இயந்திர பண்புகளை இனப்பெருக்கம் செய்ய முடியும். ஹார்வர்டில் உள்ள உயிரியல் ரீதியாக ஈர்க்கப்பட்ட பொறியியலுக்கான வைஸ் இன்ஸ்டிடியூட்டைச் சேர்ந்த டோங்கியுன் ஹுஹ், பி. டி. எம். எஸ்ஸால் செய்யப்பட்ட மெல்லிய (10 மைக்ரோமீட்டர்) நுண்ணிய நெகிழ்வான சவ்வால் பிரிக்கப்பட்ட இரண்டு நெருக்கமான மைக்ரோ சேனல்களைக் கொண்ட ஒரு அமைப்பை அவர்கள் உருவாக்கியதை விவரிக்கிறார். இந்த சாதனம் பெரும்பாலும் மூன்று மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சேனல்களைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் நடுவில் உள்ள ஒன்று மட்டுமே நுண்ணிய சவ்வைக் கொண்டுள்ளது. கல்ச்சர் செல்கள் சவ்வின் இருபுறமும் வளர்க்கப்பட்டனஃ ஒரு பக்கத்தில் மனித அல்வியோலார் எபிடெலியல் செல்கள் மற்றும் மறுபுறம் மனித நுரையீரல் மைக்ரோவாஸ்குலர் எண்டோதெலியல் செல்கள். கால்வாய்களின் உட்பிரிவுப்படுத்தல் ஒரு திரவமாக காற்றின் ஓட்டத்தை எளிதாக்குவது மட்டுமல்லாமல், எபிதிலியத்தின் உச்சி மேற்பரப்பில் செல்கள் மற்றும் ஊட்டச்சத்துக்களை வழங்குகிறது, ஆனால் நடுத்தர மற்றும் பக்க கால்வாய்களுக்கு இடையில் அழுத்த வேறுபாடுகள் இருக்க அனுமதிக்கிறது. ஒரு மனிதனின் சுவாச சுழற்சியில் இயல்பான உத்வேகத்தின் போது, உள்விழி அழுத்தம் குறைகிறது, இது அல்வியோலியின் விரிவாக்கத்தை தூண்டுகிறது. நுரையீரலுக்குள் காற்று இழுக்கப்படும்போது, அல்வியோலார் எபிட்டிலியம் மற்றும் தந்துகிகளில் உள்ள இணைந்த எண்டோதெலியம் நீட்டப்படுகின்றன. ஒரு வெற்றிடம் பக்க கால்வாய்களுடன் இணைக்கப்பட்டிருப்பதால், அழுத்தம் குறைவதால் நடுத்தர கால்வாய் விரிவடையும், இதனால் நுண்ணிய சவ்வு விரிவடையும், பின்னர் முழு அல்வியோலார்-கேபில்லரி இடைமுகமும் விரிவடையும். சவ்வின் நீட்சிக்குப் பின்னால் உள்ள அழுத்தத்தால் இயக்கப்படும் மாறும் இயக்கம், ஒரு சுழற்சி இயந்திர திரிபு (தோராயமாக 10 சதவீதம் மதிப்புடையது) என்றும் விவரிக்கப்படுகிறது, இந்த சாதனத்தின் நிலையான பதிப்புடன் ஒப்பிடும்போது, நுண்ணிய சவ்வின் குறுக்கே நானோ துகள்களின் இடமாற்ற விகிதத்தை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது, மற்றும் ஒரு டிரான்ஸ்வெல் கலாச்சார அமைப்பு. ஒரு சாதனத்தின் உயிரியல் துல்லியத்தை முழுமையாக சரிபார்க்க, அதன் முழு உறுப்பு பதில்களும் மதிப்பீடு செய்யப்பட வேண்டும். இந்த நிகழ்வில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் உயிரணுக்களுக்கு காயங்களை ஏற்படுத்தினர்ஃ நுரையீரல் அழற்சிஃ நுரையீரல் அழற்சி எதிர்வினைகள் ஒரு பல படி உத்தியை உள்ளடக்கியது, ஆனால் எபிடெலியல் செல்களின் அதிகரித்த உற்பத்தி மற்றும் சைட்டோகின்களின் ஆரம்ப பதில் வெளியீட்டுடன், இடைமுகம் அதிக எண்ணிக்கையிலான லுகோசைட் ஒட்டுதல் மூலக்கூறுகளுக்கு உட்படுத்தப்பட வேண்டும். ஹூவின் பரிசோதனையில், நுரையீரல் அழற்சி ஒரு சக்திவாய்ந்த அழற்சி எதிர்ப்பு மத்தியஸ்தரைக் கொண்ட ஊடகத்தை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் உருவகப்படுத்தப்பட்டது. காயம் ஏற்பட்ட சில மணி நேரங்களுக்குப் பிறகு, சுழற்சி திரிபுக்கு உட்படுத்தப்பட்ட மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனத்தில் உள்ள செல்கள் முன்பு குறிப்பிடப்பட்ட உயிரியல் பதிலுக்கு ஏற்ப வினைபுரிந்தன. நுரையீரல் தொற்றுஃ உயிருள்ள ஈ-கோலி பாக்டீரியா ஒரு பாக்டீரியா நுரையீரல் நோய்த்தொற்றுக்கு இயல்பான செல்லுலார் பதிலை எவ்வாறு பிரதிபலிக்க முடியும் என்பதை நிரூபிக்க பயன்படுத்தப்பட்டது. இந்த பாக்டீரியாக்கள் அல்வியோலார் எபிட்டிலியத்தின் உச்சி மேற்பரப்பில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன. சில மணி நேரங்களுக்குள், நியூட்ரோஃபில்கள் அல்வியோலார் பெட்டியில் கண்டறியப்பட்டன, அதாவது அவை வாஸ்குலர் மைக்ரோ சேனலில் இருந்து இடம்பெயர்ந்தன, அங்கு நுண்ணிய சவ்வு பாக்டீரியாவை பாகோசைடைஸ் செய்தது. கூடுதலாக, இந்த நுரையீரல்-மீது-ஒரு-சிப் அமைப்பின் சாத்தியமான மதிப்பு நச்சுயியல் பயன்பாடுகளுக்கு உதவும் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் நம்புகின்றனர். நானோ துகள்களுக்கான நுரையீரல் பதிலை ஆராய்வதன் மூலம், சில சூழல்களில் சுகாதார அபாயங்களைப் பற்றி மேலும் அறியவும், முன்பு விட்ரோ மாதிரிகளில் மிகைப்படுத்தப்பட்டதை சரிசெய்யவும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் நம்புகிறார்கள். ஒரு மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் நுரையீரல்-ஆன்-அ-சிப் ஒரு உயிருள்ள மனித நுரையீரலின் இயந்திர பண்புகளை மிகவும் துல்லியமாக இனப்பெருக்கம் செய்ய முடியும் என்பதால், அதன் உடலியல் பதில்கள் ஒரு டிரான்ஸ்வெல் கலாச்சார அமைப்பை விட விரைவாகவும் துல்லியமாகவும் இருக்கும். ஆயினும்கூட, வெளியிடப்பட்ட ஆய்வுகள் ஒரு நுரையீரலின் பதில்கள் இன்னும் சொந்த அல்வியோலார் எபிடெலியல் செல்களின் பதில்களை முழுமையாக இனப்பெருக்கம் செய்யவில்லை என்பதை ஒப்புக்கொள்கின்றன. விவோ கார்டியாக் திசு சூழல்களில் பிரதிபலிப்பதற்கான ஹார்ட் பாஸ்ட் முயற்சிகள் சுருக்கம் மற்றும் எலக்ட்ரோஃபிசியோலாஜிக்கல் பதில்களைப் பிரதிபலிக்கும் போது ஏற்படும் சிரமங்கள் காரணமாக சவாலானவை என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. இத்தகைய அம்சங்கள் இன் விட்ரோ சோதனைகளின் துல்லியத்தை பெரிதும் அதிகரிக்கும். மைக்ரோஃப்ளூயிடிக்ஸ் ஏற்கனவே கார்டியோமயோசைட்களில் இன் விட்ரோ சோதனைகளுக்கு பங்களித்துள்ளது, இது இதய துடிப்பைக் கட்டுப்படுத்தும் மின் தூண்டுதல்களை உருவாக்குகிறது. உதாரணமாக, ஆராய்ச்சியாளர்கள் பி. டி. எம். எஸ் மைக்ரோசேம்பர்களின் வரிசையை உருவாக்கியுள்ளனர், இது சென்சார்கள் மற்றும் தூண்டுதல் மின்முனைகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இது கார்டியோமயோசைட்டுகளின் வளர்சிதை மாற்றத்தை மின் வேதியியல் மற்றும் ஒளியியல் ரீதியாக கண்காணிக்கும் ஒரு கருவியாகும். மற்றொரு ஆய்வகம்-ஆன்-ஏ-சிப் இதேபோல் பி. டி. எம். எஸ்ஸில் ஒரு மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் நெட்வொர்க்கை பிளானர் மைக்ரோ எலக்ட்ராட்களுடன் இணைத்தது, இந்த முறை ஒற்றை வயது வந்த மியூரின் கார்டியோமயோசைட்டுகளிலிருந்து புற செல்லுலார் திறன்களை அளவிட. "லேமினார் இதய தசையின் படிநிலை திசு கட்டமைப்புகளைப் பிரதிபலிக்கும் கட்டமைப்புகளில் கட்டமைப்பு-செயல்பாட்டு உறவுகளை அளவிடுவதற்கான ஒரு திறமையான வழிமுறையை" ஹார்டு-ஆன்-அ-சிப்பின் ஒரு அறிக்கையிடப்பட்ட வடிவமைப்பு உருவாக்கியதாகக் கூறுகிறது. இதய திசுக்களால் செய்யப்பட்ட சுருங்கும் கருவியில் உள்ள மையோசைட்டுகளின் சீரமைப்பு மற்றும் மரபணு வெளிப்பாடு சுயவிவரம் (வடிவம் மற்றும் உயிரணு அமைப்பு சிதைவால் பாதிக்கப்படுகிறது) இதய சுருக்கத்தில் உற்பத்தி செய்யப்படும் சக்திக்கு பங்களிக்கிறது என்பதை இந்த சிப் தீர்மானிக்கிறது. இந்த ஹார்ட்-ஆன்-அ-சிப் ஒரு பயோஹைப்ரிட் கட்டமைப்பாகும்ஃ ஒரு பொறிக்கப்பட்ட அனிசோட்ரோபிக் வென்ட்ரிகுலர் மியோகார்டியம் ஒரு எலாஸ்டோமெரிக் மெல்லிய படலமாகும். இந்த குறிப்பிட்ட மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனத்தின் வடிவமைப்பு மற்றும் புனையமைப்பு செயல்முறை முதலில் ஒரு கண்ணாடி மேற்பரப்பின் விளிம்புகளை நாடா (அல்லது ஏதேனும் பாதுகாப்பு படலம்) மூலம் மூடுகிறது, இது அடி மூலக்கூறின் விரும்பிய வடிவத்தை வரையறுக்கிறது. பின்னர் பி. என். ஐ. பி. ஏ இன் சுழல் கோட் அடுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதன் கலைப்புக்குப் பிறகு, பாதுகாப்பு படலம் உரிக்கப்படுகிறது, இதன் விளைவாக பி. என். ஐ. பி. ஏ இன் தன்னிறைவு அமைப்பு உருவாகிறது. இறுதி படிகளில் கவர் ஸ்லிப் மற்றும் க்யூரிங் மீது பி. டி. எம். எஸ்ஸின் பாதுகாப்பு மேற்பரப்பின் சுழல் பூச்சு அடங்கும். தசை மெல்லிய படலங்கள் (எம். டி. எஃப்) பி. டி. எம். எஸ்ஸின் மெல்லிய நெகிழ்வான அடி மூலக்கூறில் இதய தசை மோனோலெயர்களை வடிவமைக்க உதவுகின்றன. 2டி செல் கலாச்சாரத்தை ஒழுங்காக விதைப்பதற்காக, பி. டி. எம். எஸ் மேற்பரப்பில் ஃபைப்ரொனெக்டின் "செங்கல் சுவர்" வடிவத்தை அமைக்க ஒரு நுண் தொடர்பு அச்சிடும் நுட்பம் பயன்படுத்தப்பட்டது. வென்ட்ரிகுலர் மையோசைட்டுகள் செயல்பாட்டு அடி மூலக்கூறில் விதைக்கப்பட்டவுடன், ஃபைப்ரோநெக்டின் முறை ஒரு அனிசோட்ரோபிக் மோனோலேயரை உருவாக்க அவற்றை நோக்கமாகக் கொண்டது. மெல்லிய படலங்களை செவ்வக பற்களுடன் இரண்டு வரிசைகளாக வெட்டி, அதைத் தொடர்ந்து முழு சாதனத்தையும் குளியலறையில் வைத்த பிறகு, மின்முனைகள் ஒரு புலம்-தூண்டுதல் வழியாக மையோசைட்டுகளின் சுருக்கத்தைத் தூண்டுகின்றன-இதனால் எம். டி. எஃப் இல் உள்ள கீற்றுகள்/பற்களை வளைக்கின்றன. சுருக்க சுழற்சியின் போது திசு அழுத்தத்திற்கும் எம். டி. எஃப் கீற்றுகளின் வளைவின் ஆரத்திற்கும் இடையிலான தொடர்பை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கியுள்ளனர், இது நிரூபிக்கப்பட்ட சிப்பை "மன அழுத்தம், எலக்ட்ரோஃபிசியாலஜி மற்றும் செல்லுலார் கட்டமைப்பை அளவிடுவதற்கான தளம்" என்று உறுதிப்படுத்துகிறது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் 2டி செல் கலாச்சாரங்களில் கவனம் செலுத்தியிருந்தாலும், 3டி செல் கட்டமைப்புகள் இன் விவோ சூழல் மற்றும் மனித உடலில் நிகழும் தொடர்புகளை (எ. கா., செல் முதல் செல் வரை) சிறப்பாகப் பிரதிபலிக்கின்றன. எனவே, நச்சுயியல் மற்றும் மருந்துகளுக்கான பதில் போன்ற ஆய்வுகளுக்கு அவை நம்பிக்கைக்குரிய மாதிரிகளாக கருதப்படுகின்றன. சென் மற்றும் பிறரின் ஆய்வின் அடிப்படையில், வால்வுலர் எண்டோதெலியல்/இன்டர்ஸ்டிடியல் செல்களின் (வி. இ. சி. க்கள்/வி. ஐ. சி. க்கள்) தொடர்புகள் ஒரு 3டி பி. டி. எம். எஸ்-கண்ணாடி மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனம் மூலம் ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன, இதில் வெட்டு அழுத்தத்தின் கீழ் வி. இ. சி. களுடன் ஒரு மேல் சேனல் பாய்கிறது, சீரான துளைகள் கொண்ட ஒரு சவ்வு மற்றும் வி. ஐ. சி-ஹைட்ரோஜெல் கொண்ட ஒரு கீழ் சேனல். வியாதியான விஐசி மையோஃபைப்ரோபிளாஸ்டின் வேறுபாட்டைக் கட்டுப்படுத்த வி. இ. சி. க்கள் சரிபார்க்கப்படுகின்றன, வெட்டு அழுத்தத்தால் வலுவூட்டப்பட்ட அடக்குமுறையுடன். மற்றொரு பி. டி. எம். எஸ் 3டி மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் ஹார்ட்-ஆன்-அ-சிப் வடிவமைப்பு 10 சதவீதம் முதல் 15 சதவீதம் வரை ஒற்றை அச்சு சுழற்சி இயந்திர விகாரங்களை உருவாக்க அளவிடப்படுகிறது. இந்த சாதனம் கூண்டில் தொங்கும் இடுகைகளுடன் ஒரு செல் கலாச்சாரம் மற்றும் பி. டி. எம். எஸ் கட்டுப்படுவதைத் தவிர்ப்பதற்காக சாரக்கட்டு இடுகைகளுடன் ஒரு செயல்பாட்டு பெட்டியைக் கொண்டுள்ளது, அதோடு இதய சுழற்சி அழுத்த சமிக்ஞையைப் பின்பற்றுகிறது. இந்த வடிவமைப்பால் தூண்டப்பட்ட பிறந்த எலியின் மைக்ரோ-இன்ஜினியர்டு கார்டியாக் திசுக்கள் (எம். யூ. இ. சி. டி) தூண்டப்படாத கட்டுப்பாட்டுடன் ஒப்பிடும்போது மேம்பட்ட ஒத்திசைவான துடிப்பு, பெருக்கம், முதிர்ச்சி மற்றும் நம்பகத்தன்மை ஆகியவற்றைக் காட்டுகின்றன. மனிதனால் தூண்டப்பட்ட ப்ளூரிபோடெண்ட் ஸ்டெம் செல்-பெறப்பட்ட கார்டியோமயோசைட்டுகளின் (ஹைபிஎஸ்சி-சிஎம்) சுருக்கம் விகிதம் 100 மடங்கு குறைவான ஐசோப்ரெனலின் மூலம் துரிதப்படுத்தப்படுகிறது, இது ஒரு இதயத் தடுப்பு சிகிச்சையாகும், மின் வேக சமிக்ஞை (+ ஈஎஸ்) ஈஎஸ் இல்லாமல் ஒப்பிடும்போது. 3டி மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் இதயம்-ஆன்-அ-சிப்ஸ் இதய நோய்கள் பற்றிய ஆராய்ச்சிக்கும் உதவியுள்ளன. உதாரணமாக, இதய உயர் இரத்த அழுத்தம் மற்றும் ஃபைப்ரோஸிஸ் ஆகியவை இயந்திர ரீதியாக தூண்டப்பட்ட μECT களின் அந்தந்த பயோமார்க்கர் நிலை வழியாக ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக ஏட்ரியல் நாட்ரியூரெடிக் பெப்டைட் (ஏஎன்பி) முந்தைய மற்றும் மாற்றும் வளர்ச்சி காரணி-β (டிஜிஎஃப்-β) பிந்தையது. மேலும், இஸ்கீமியா பற்றிய அறிவு செயல் சாத்தியமான அவதானிப்புகளால் பெறப்படுகிறது. சிறுநீரக சிறுநீரக செல்கள் மற்றும் நெஃப்ரான்கள் ஏற்கனவே மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனங்களால் உருவகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. "இத்தகைய செல் கலாச்சாரங்கள் செல் மற்றும் உறுப்பு செயல்பாடு பற்றிய புதிய நுண்ணறிவுகளுக்கு வழிவகுக்கும் மற்றும் மருந்து பரிசோதனைக்கு பயன்படுத்தப்படலாம்". இழக்கப்பட்ட சிறுநீரக செயல்பாட்டிற்கான செயற்கை மாற்றீட்டை உள்ளடக்கிய ஆராய்ச்சியை துரிதப்படுத்தும் திறன் ஒரு சிறுநீரக-ஆன்-அ-சிப் சாதனத்திற்கு உள்ளது. இப்போதெல்லாம், டயாலிசிஸ் நோயாளிகள் வாரத்திற்கு மூன்று முறை வரை ஒரு கிளினிக்கிற்குச் செல்ல வேண்டும். சிகிச்சையின் மிகவும் போக்குவரத்து மற்றும் அணுகக்கூடிய வடிவம் நோயாளியின் ஒட்டுமொத்த ஆரோக்கியத்தை அதிகரிப்பது மட்டுமல்லாமல் (சிகிச்சையின் அதிர்வெண்ணை அதிகரிப்பதன் மூலம்), முழு செயல்முறையும் மிகவும் திறமையானதாகவும் சகிக்கக்கூடியதாகவும் மாறும். செயற்கை சிறுநீரக ஆராய்ச்சி, நுண்ணுயிரியல், மினியேச்சரைசேஷன் மற்றும் நானோ தொழில்நுட்பம் போன்ற புதுமையான துறைகளின் மூலம் சாதனங்களுக்கு போக்குவரத்து, அணியக்கூடிய தன்மை மற்றும் பொருத்துதல் திறனைக் கொண்டுவர முயற்சிக்கிறது. நெஃப்ரான் என்பது சிறுநீரகத்தின் செயல்பாட்டு அலகு மற்றும் இது ஒரு குளோமெருலஸ் மற்றும் ஒரு குழாய் கூறுகளால் ஆனது. எம்ஐடி ஆராய்ச்சியாளர்கள் நெஃப்ரானின் குளோமெருலஸ், ப்ராக்ஸிமல் சுருண்ட குழாய் மற்றும் ஹென்லின் வளையத்தின் செயல்பாட்டைப் பிரதிபலிக்கும் ஒரு உயிர் செயற்கை சாதனத்தை வடிவமைத்ததாகக் கூறுகின்றனர். சாதனத்தின் ஒவ்வொரு பகுதியும் அதன் தனித்துவமான வடிவமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, பொதுவாக ஒரு சவ்வால் பிரிக்கப்பட்ட இரண்டு மைக்ரோஃபேப்ரிகேட்டட் அடுக்குகளைக் கொண்டுள்ளது. மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனத்தின் ஒரே நுழைவாயில் நுழையும் இரத்த மாதிரிக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. நெஃப்ரானின் குளோமெருலஸ் பிரிவில், சவ்வு சில இரத்தத் துகள்களை அதன் கேபில்லரி செல்களின் சுவர் வழியாக அனுமதிக்கிறது, இது எண்டோதெலியம், அடித்தள சவ்வு மற்றும் எபிடெலியல் போடோசைட்டுகளால் ஆனது. கேபில்லரி இரத்தத்திலிருந்து போமனின் இடத்திற்கு வடிகட்டப்படும் திரவம் வடிகட்டுதல் அல்லது முதன்மை சிறுநீர் என்று அழைக்கப்படுகிறது. குழாய்களில், சிறுநீர் உருவாக்கத்தின் ஒரு பகுதியாக சில பொருட்கள் வடிகட்டியில் சேர்க்கப்படுகின்றன, மேலும் சில பொருட்கள் வடிகட்டியில் இருந்து மீண்டும் உறிஞ்சப்பட்டு மீண்டும் இரத்தத்தில் கலக்கின்றன. இந்த குழாய்களின் முதல் பிரிவு அருகிலுள்ள சுருண்ட குழாய் ஆகும். இங்குதான் ஊட்டச்சத்து முக்கியத்துவம் வாய்ந்த பொருட்களின் கிட்டத்தட்ட முழுமையான உறிஞ்சுதல் நடைபெறுகிறது. சாதனத்தில், இந்த பிரிவு வெறுமனே ஒரு நேரான சேனலாகும், ஆனால் வடிகட்டலுக்குச் செல்லும் இரத்தத் துகள்கள் முன்பு குறிப்பிடப்பட்ட சவ்வு மற்றும் சிறுநீரக ப்ராக்ஸிமல் குழாய் செல்களின் ஒரு அடுக்கைக் கடக்க வேண்டும். குழாய்களின் இரண்டாவது பிரிவு ஹென்லேவின் வளையமாகும், அங்கு சிறுநீரில் இருந்து நீர் மற்றும் அயனிகள் மீண்டும் உறிஞ்சப்படுகின்றன. சாதனத்தின் சுழல் அலைவரிசைகள் ஹென்லேயின் சுழற்சியின் எதிர் மின்னோட்ட பொறிமுறையை உருவகப்படுத்த முயற்சிக்கின்றன. இதேபோல், ஹென்லின் வளையத்திற்கு பல்வேறு செல் வகைகள் தேவைப்படுகின்றன, ஏனெனில் ஒவ்வொரு செல் வகையும் தனித்துவமான போக்குவரத்து பண்புகள் மற்றும் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. இறங்கு மூட்டு செல்கள், மெல்லிய ஏறும் மூட்டு செல்கள், தடிமனான ஏறும் மூட்டு செல்கள், கார்டிகல் சேகரிக்கும் குழாய் செல்கள் மற்றும் மெடுல்லரி சேகரிக்கும் குழாய் செல்கள் ஆகியவை இதில் அடங்கும். உடலியல் நெஃப்ரானின் முழு வடிகட்டுதல் மற்றும் மறு உறிஞ்சுதல் நடத்தையின் மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனத்தின் உருவகப்படுத்துதலை சரிபார்க்கும் ஒரு படி, இரத்தத்திற்கும் வடிகட்டலுக்கும் இடையிலான போக்குவரத்து பண்புகள் அவை எங்கு நிகழ்கின்றன, சவ்வால் என்ன அனுமதிக்கப்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்தவரை ஒரே மாதிரியானவை என்பதை நிரூபிப்பதை உள்ளடக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, நீரின் செயலற்ற போக்குவரத்தின் பெரும்பகுதி அருகிலுள்ள குழாய் மற்றும் இறங்கு மெல்லிய மூட்டுகளில் நிகழ்கிறது, அல்லது NaCl இன் செயலில் போக்குவரத்து பெரும்பாலும் அருகிலுள்ள குழாய் மற்றும் தடிமனான ஏறும் மூட்டுகளில் நிகழ்கிறது. சாதனத்தின் வடிவமைப்பு தேவைகளுக்கு குளோமெருலஸில் உள்ள வடிகட்டுதல் பின்னம் 15-20% க்கு இடையில் மாறுபடும், அல்லது அருகிலுள்ள சுருண்ட குழாயில் வடிகட்டுதல் மறு உறிஞ்சுதல் 65-70% க்கு இடையில் மாறுபடும், இறுதியாக சிறுநீரில் யூரியாவின் செறிவு (சாதனத்தின் இரண்டு கடைகளில் ஒன்றில் சேகரிக்கப்படுகிறது) 200-400 mM க்கு இடையில் மாறுபடும். ஒரு சமீபத்திய அறிக்கை ஹைட்ரோஜெல் மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனங்களில் ஒரு பயோமிமிக் நெஃப்ரானை சித்தரிக்கிறது, இது செயலற்ற பரவலின் செயல்பாட்டை நிறுவுகிறது. நெஃப்ரானின் சிக்கலான உடலியல் செயல்பாடு நாளங்கள் மற்றும் குழாய்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளின் அடிப்படையில் அடையப்படுகிறது (இரண்டும் வெற்று கால்வாய்கள்). இருப்பினும், வழக்கமான ஆய்வக நுட்பங்கள் பொதுவாக 3D இல் நிகழும் உண்மையான உடலியக்கத்தை மறுபரிசீலனை செய்யும் திறன் இல்லாத பெட்ரி-டிஷ் போன்ற 2D கட்டமைப்புகளில் கவனம் செலுத்துகின்றன. எனவே, 3டி ஹைட்ரோஜெலுக்குள் செயல்பாட்டு, செல்-லைனிங் மற்றும் பெர்ஃப்யூஸ் செய்யக்கூடிய மைக்ரோ சேனல்களை உருவாக்க ஆசிரியர்கள் ஒரு புதிய முறையை உருவாக்கினர். நாள எண்டோதெலியல் மற்றும் சிறுநீரக எபிடெலியல் செல்கள் ஹைட்ரோஜெல் மைக்ரோ சேனலுக்குள் வளர்க்கப்படுகின்றன மற்றும் முறையே நாளங்கள் மற்றும் குழாய்களைப் பிரதிபலிக்கும் வகையில் செல்லுலார் கவரேஜை உருவாக்குகின்றன. ஹைட்ரோஜெலில் உள்ள நாளங்கள் மற்றும் குழாய்களுக்கு இடையில் ஒரு சிறிய கரிம மூலக்கூறின் (பொதுவாக மருந்துகள்) செயலற்ற பரவலை ஆராய அவர்கள் கான்ஃபோகல் நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தினர். மீளுருவாக்கம் மருத்துவம் மற்றும் மருந்து பரிசோதனைக்கு சிறுநீரக உடலியங்கலைப் பிரதிபலிக்கும் நன்மை பயக்கும் திறனை இந்த ஆய்வு நிரூபிக்கிறது. கல்லீரல் வளர்சிதை மாற்றத்தின் ஒரு முக்கிய உறுப்பாகும், மேலும் இது கிளைகோஜன் சேமிப்பு, சிவப்பு இரத்த அணுக்களின் சிதைவு, சில புரதம் மற்றும் ஹார்மோன் தொகுப்பு மற்றும் நச்சுத்தன்மையற்ற தன்மை ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடையது. இந்த செயல்பாடுகளுக்குள், புதிய மருந்து வளர்ச்சி மற்றும் மருத்துவ பரிசோதனைகளுக்கு அதன் நச்சுத்தன்மையற்ற பதில் அவசியம். கூடுதலாக, அதன் பல செயல்பாடுகள் காரணமாக, கல்லீரல் பல நோய்களுக்கு ஆளாகிறது, மேலும் கல்லீரல் நோய்கள் உலகளாவிய சவாலாக மாறிவிட்டன. கல்லீரல்-ஆன்-அ-சிப் சாதனங்கள் கல்லீரல் செயல்பாடுகளை உள்ளடக்கிய சிக்கலான கல்லீரல் லோபூல்களைப் பின்பற்றுவதன் மூலம் கல்லீரல் அமைப்பை உருவகப்படுத்த மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. கல்லீரல்-ஆன்-அ-சிப் சாதனங்கள் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த செலவில் கல்லீரலின் செயலிழப்பு மற்றும் நோய்க்கிருமிகள் குறித்து ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு உதவ ஒரு நல்ல மாதிரியை வழங்குகின்றன. ஆராய்ச்சியாளர்கள் முதன்மை எலி ஹெபடோசைட்டுகள் மற்றும் பிற நான்பரென்கைமல் செல்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர். இந்த தேயிலை வளர்ப்பு முறை விரிவாக ஆய்வு செய்யப்பட்டு, ஹெபடோசைட்டுகள் உயிர்வாழும் நேரத்தை நீட்டிக்கவும், கல்லீரல்-குறிப்பிட்ட செயல்பாடுகளின் செயல்திறனை ஆதரிக்கவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. பல கல்லீரல்-மீது-ஒரு-சிப் அமைப்புகள் குறிப்பிட்ட வடிவமைப்பு மற்றும் நோக்கத்தின் அடிப்படையில் பல சேனல்கள் மற்றும் அறைகளுடன் பாலி (டைமெத்தில்சிலோக்சேன்) (பி. டி. எம். எஸ்) மூலம் தயாரிக்கப்படுகின்றன. பி. டி. எம். எஸ் பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் பிரபலமாகிவிட்டது, ஏனெனில் இது மூலப்பொருட்களுக்கு ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த விலையைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இது மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனங்களுக்கும் எளிதில் வடிவமைக்கப்படுகிறது. ஆனால் பி. டி. எம். எஸ் புரதங்கள் மற்றும் ஹார்மோன்கள் உள்ளிட்ட முக்கியமான சமிக்ஞை மூலக்கூறுகளை உறிஞ்ச முடியும். பாலிசல்போன் அல்லது பாலிகார்பனேட் போன்ற பிற மந்தமான பொருட்கள் கல்லீரல்-சிப்ஸ்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எமுலேட் ஆராய்ச்சியாளர்களின் ஒரு ஆய்வு, மருந்து-தூண்டப்பட்ட கல்லீரல் காயத்தை முன்னறிவிக்கும் கல்லீரல்-சில்லுகளைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகளை மதிப்பிட்டது, இது மருந்து மேம்பாட்டு பணிப்பாய்வுகள்/குழாய்களில் தேவைப்படும் அதிக செலவுகள் மற்றும் நேரத்தைக் குறைக்கும், சில நேரங்களில் மருந்துத் தொழில்துறையின் "உற்பத்தித்திறன் நெருக்கடி" என்று விவரிக்கப்படுகிறது. ஜாஹெர் நஹ்லே பின்னர் 12 காரணங்களை கோடிட்டுக் காட்டினார் "உறுப்பு-சிப்ஸ் போன்ற மைக்ரோ-உடலியல் அமைப்புகள் (எம். பி. எஸ்) மனித நோய்களை மாதிரியாக்குவதில் சிறந்தவை". கேன் மற்றும் பலரிடமிருந்து ஒரு வடிவமைப்பு. நுண் திரவக் கிணறுகளின் 8 * 8 உறுப்பு வரிசையில் முதன்மை எலி ஹெபடோசைட்டுகள் மற்றும் 3T3-J2 ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட்களை வளர்க்கிறது. ஒவ்வொரு கிணறும் இரண்டு அறைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளன. முதன்மை அறையில் எலி ஹெபடோசைட்டுகள் மற்றும் 3T3-J2 ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட்கள் உள்ளன, மேலும் இது உயிரணுக்களின் ஒட்டுதலுக்கான கண்ணாடியால் ஆனது. ஒவ்வொரு முதன்மை அறையும் ஒரு மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் நெட்வொர்க்குடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இது வளர்சிதை மாற்ற அடி மூலக்கூறை வழங்குகிறது மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற துணை தயாரிப்புகளை நீக்குகிறது. பி. டி. எம். எஸ்ஸின் 100 மைக்ரோ மீட்டர் தடிமனான சவ்வு முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை அறையைப் பிரிக்கிறது, இது இரண்டாம் நிலை அறையை மற்றொரு மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் நெட்வொர்க்குடன் இணைக்க அனுமதிக்கிறது, இது 37 டிகிரி செல்சியஸ் அறைக் காற்றை 10 சதவீதம் கார்பன் டை ஆக்சைடுடன் வாசனை செய்கிறது, மேலும் எலி ஹெபடோசைட்களுக்கான காற்று பரிமாற்றத்தை உருவாக்குகிறது. யூரியா மற்றும் நிலையான-நிலை புரதத்தின் உற்பத்தி உயர்-செயல்திறன் நச்சுத்தன்மை ஆய்வுகளில் பயன்படுத்த இந்த சாதனத்தின் நம்பகத்தன்மையை நிரூபிக்கிறது. காங் மற்றும் பலரிடமிருந்து மற்றொரு வடிவமைப்பு. கொக்கல்ச்சர்கள் முதன்மை எலி ஹெபடோசைட்டுகள் மற்றும் எண்டோதெலியல் செல்களை வளர்க்கின்றன. முதலில் ஒரு ஒற்றை சேனல் உருவாக்கப்படுகிறது. ஹெபடோசைட்டுகள் மற்றும் எண்டோதெலியல் செல்கள் பின்னர் சாதனத்தில் நடப்படுகின்றன மற்றும் இடையில் ஒரு மெல்லிய மேட்ரிஜெல் அடுக்கால் பிரிக்கப்படுகின்றன. வளர்சிதை மாற்ற அடி மூலக்கூறு மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற துணை தயாரிப்புகள் இந்த சேனலை வழங்க அல்லது அகற்ற பகிர்ந்து கொள்கின்றன. பின்னர், ஒரு இரட்டை-சேனல் உருவாக்கப்படுகிறது, மேலும் எண்டோதெலியல் செல்கள் மற்றும் ஹெபடோசைட்டுகள் செல்கள் அடி மூலக்கூறை வழங்க அல்லது துணை தயாரிப்பை அகற்ற தங்கள் சொந்த சேனல்களைக் கொண்டுள்ளன. யூரியாவின் உற்பத்தி மற்றும் ஹெபடைடிஸ் பி வைரஸ் (எச். பி. வி) ரெப்ளிகேஷன் சோதனையின் நேர்மறையான முடிவு ஹெபடோட்ரோபிக் வைரஸ்களைப் படிக்கும் திறனைக் காட்டுகிறது. கல்லீரல்-ஆன்-அ-சிப்பில் வேறு சில பயன்பாடுகள் உள்ளன. லூ மற்றும் பலர். கல்லீரல் கட்டி-மீது-ஒரு-சிப் மாதிரியை உருவாக்கியது. டீசெல்லுலரைஸ் செய்யப்பட்ட கல்லீரல் மேட்ரிக்ஸ் (டி. எல். எம்)-ஜெலட்டின் மெத்தாக்ரிலோயில் (ஜெல்மா)-அடிப்படையிலான பயோமிமெடிக் கல்லீரல் கட்டி-ஆன்-அ-சிப் மேலும் கட்டி எதிர்ப்பு ஆய்வுகளுக்கு பொருத்தமான வடிவமைப்பாக நிரூபிக்கப்பட்டது. Zhou மற்றும் பலர். ஹெபடோசைட்களில் ஆல்கஹால் காயங்கள் மற்றும் சமிக்ஞை மற்றும் மீட்பு பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது. கல்லீரல்-ஆன்-அ-சிப் கல்லீரல் தொடர்பான ஆராய்ச்சிக்கு அதன் பெரும் திறனைக் காட்டியுள்ளது. கல்லீரல்-ஆன்-அ-சிப் சாதனங்களுக்கான எதிர்கால இலக்குகள் திரவங்களில் உள்ள வினைப்பொருள்கள், உயிரணு வகைகள், உயிர்வாழும் நேரத்தை நீட்டிப்பது உள்ளிட்ட மிகவும் யதார்த்தமான கல்லீரல் சூழலை மறுபரிசீலனை செய்வதில் கவனம் செலுத்துகின்றன. புரோஸ்டேட் எபிட்டிலியத்தின் புரோஸ்டேட் ரிக்ரியேஷன் புற்றுநோய் மெட்டாஸ்டாசிஸில் நியூக்ளியேஷன் தளம் என்று பரிந்துரைக்கும் ஆதாரங்களால் உந்தப்படுகிறது. இந்த அமைப்புகள் அடிப்படையில் எலிகளிலிருந்து இரண்டுக்கு வளர்க்கப்பட்ட உயிரணுக்களின் வளர்ச்சியில் அடுத்த கட்டமாக செயல்படுகின்றன, பின்னர் முப்பரிமாண மனித உயிரணு வளர்ப்பு. பி. டி. எம். எஸ் முன்னேற்றங்கள் மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் அமைப்புகளை உருவாக்க உதவியுள்ளன, அவை சரிசெய்யக்கூடிய நிலப்பரப்பு, எரிவாயு மற்றும் திரவ பரிமாற்றத்தின் நன்மையையும், வழக்கமான நுண்ணோக்கி வழியாக கண்காணிப்பை எளிதாக்குவதையும் வழங்குகின்றன. கிரெனோபில் ஆல்ப்ஸ் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு சாத்தியமான புரோஸ்டேட் எபிட்டிலியம் மாதிரியை உருவாக்கும் முயற்சியில் அத்தகைய மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் அமைப்பைப் பயன்படுத்தும் ஒரு முறையை கோடிட்டுக் காட்டியுள்ளனர். இந்த அணுகுமுறை ஒரு உருளை மைக்ரோசேனல் கட்டமைப்பில் கவனம் செலுத்துகிறது, இது ஒரு மனித சுரப்பு குழாயின் உருவவியலைப் பிரதிபலிக்கிறது, அதற்குள் எபிடெலியம் அமைந்துள்ளது. செல் கலாச்சாரங்களை வெற்றிகரமாக ஊக்குவிப்பதற்காக பல்வேறு மைக்ரோசேனல் விட்டங்கள் மதிப்பிடப்பட்டன, மேலும் 150-400 μm விட்டம் மிகவும் வெற்றிகரமாக இருப்பது கண்டறியப்பட்டது. மேலும், மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் நீரோட்டங்களில் உள்ள மாறுபாடுகள் மூலம் உடல் அழுத்தத்தை அறிமுகப்படுத்திய போதிலும், இந்த பரிசோதனை முழுவதும் செல்லுலார் ஒட்டுதல் நீடித்தது. நுண் சுற்றுச்சூழல் மாற்றங்களுக்கு செல்லுலார் எதிர்வினைகளை அளவிடுவதோடு, புரோஸ்டாடிக் திரவத்தை சேகரிப்பதை எளிதாக்குவதே இந்த கட்டுமானங்களின் நோக்கமாகும். கூடுதலாக, புரோஸ்டேட்-ஆன்-அ-சிப் மெட்டாஸ்டாசிஸ் காட்சிகளை மறுசீரமைக்க உதவுகிறது, இது மருந்து வேட்பாளர்கள் மற்றும் பிற சிகிச்சை அணுகுமுறைகளின் மதிப்பீட்டை அனுமதிக்கிறது. இந்த முறையின் அளவிடுதல் ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு கவர்ச்சிகரமானதாக இருக்கிறது, ஏனெனில் மறுபயன்பாட்டு அச்சு அணுகுமுறை குறைந்த உற்பத்தி செலவை உறுதி செய்கிறது. இரத்த நாள இருதய நோய்கள் பெரும்பாலும் சிறிய இரத்த நாளங்களின் அமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் ஏற்படுகின்றன. உதாரணமாக, உயர் இரத்த அழுத்தத்தின் சுய அறிக்கையிடப்பட்ட விகிதங்கள் விகிதம் அதிகரித்து வருவதைக் குறிக்கின்றன என்று தேசிய சுகாதாரம் மற்றும் ஊட்டச்சத்து பரிசோதனை கணக்கெடுப்பின் 2003 அறிக்கை கூறுகிறது. ஒரு தமனியின் உயிரியல் பதிலை உருவகப்படுத்தும் ஒரு மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் தளம் ஒரு மருந்து மேம்பாட்டு சோதனை முழுவதும் உறுப்பு அடிப்படையிலான திரைகள் அடிக்கடி நிகழ உதவுவது மட்டுமல்லாமல், சிறிய தமனிகளில் நோயியல் மாற்றங்களுக்குப் பின்னால் உள்ள அடிப்படை வழிமுறைகளைப் பற்றிய விரிவான புரிதலை வழங்குவதோடு சிறந்த சிகிச்சை உத்திகளையும் உருவாக்குகிறது. டொராண்டோ பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த ஆக்ஸல் குந்தர், அத்தகைய எம். இ. எம். எஸ் அடிப்படையிலான சாதனங்கள் ஒரு மருத்துவ அமைப்பில் (தனிப்பயனாக்கப்பட்ட மருந்து) நோயாளியின் மைக்ரோவாஸ்குலர் நிலையை மதிப்பிடுவதில் உதவக்கூடும் என்று வாதிடுகிறார். தனிமைப்படுத்தப்பட்ட எதிர்ப்பு நாளங்களின் (தமனிகள் மற்றும் 30 மைக்ரோமீட்டர் முதல் 300 மைக்ரோமீட்டர் வரை வேறுபடும் விட்டம் கொண்ட சிறிய தமனிகள்) உள்ளார்ந்த பண்புகளை ஆராய பயன்படுத்தப்படும் வழக்கமான முறைகள் அழுத்தம் மையோகிராஃபி நுட்பத்தை உள்ளடக்கியது. இருப்பினும், இத்தகைய முறைகளுக்கு தற்போது கைமுறையில் திறமையான பணியாளர்கள் தேவைப்படுகிறார்கள், மேலும் அவை அளவிட முடியாதவை. ஒரு தமனி-ஆன்-ஏ-சிப் ஒரு தமனியை ஒரு மேடையில் இடமளிப்பதன் மூலம் இந்த வரம்புகளில் பலவற்றை சமாளிக்க முடியும், இது அளவிடக்கூடியது, மலிவானது மற்றும் அதன் உற்பத்தியில் தானியங்கியாக இருக்கலாம். ஒரு உறுப்பு அடிப்படையிலான மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் தளம் ஒரு ஆய்வகத்தில் ஒரு சிப்பாக உருவாக்கப்பட்டுள்ளது, அதில் ஒரு பலவீனமான இரத்தக் குழாயை சரிசெய்ய முடியும், இது எதிர்ப்பு தமனி செயலிழப்புகளை தீர்மானிப்பவர்களை ஆய்வு செய்ய அனுமதிக்கிறது. தமனி நுண் சூழல் சுற்றியுள்ள வெப்பநிலை, டிரான்ஸ்முரல் அழுத்தம் மற்றும் லுமினல் மற்றும் அப்லுமினல் மருந்து செறிவுகளால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு நுண் சூழலில் இருந்து பல உள்ளீடுகள் மென்மையான தசை செல்கள் (எஸ். எம். சி) மற்றும் எண்டோதெலியல் செல்கள் (ஈ. சி) மீது பரந்த அளவிலான இயந்திர அல்லது இரசாயன தூண்டுதல்களை ஏற்படுத்துகின்றன, அவை முறையே கப்பலின் வெளிப்புற மற்றும் ஒளிரும் சுவர்களை வரிசைப்படுத்துகின்றன. எண்டோதெலியல் செல்கள் வாசோகன்ஸ்ட்ரிக்ஷன் மற்றும் வாசோடைலேட்டர் காரணிகளை வெளியிடுவதற்கு காரணமாகின்றன, இதனால் தொனியை மாற்றியமைக்கின்றன. வாஸ்குலர் டோன் என்பது இரத்த நாளத்திற்குள் அதன் அதிகபட்ச விட்டத்துடன் தொடர்புடைய சுருக்கத்தின் அளவு என வரையறுக்கப்படுகிறது. நோய்க்கிருமி கருத்துக்கள் தற்போது இந்த நுண் சூழலில் நுட்பமான மாற்றங்கள் தமனி தொனியில் உச்சரிக்கப்படும் விளைவுகளைக் கொண்டுள்ளன என்றும் புற வாஸ்குலர் எதிர்ப்பை கடுமையாக மாற்றக்கூடும் என்றும் நம்புகின்றன. இந்த வடிவமைப்பின் பின்னணியில் உள்ள பொறியாளர்கள், நுண் சூழலுக்குள் காணப்படும் பன்முக இடஞ்சார்ந்த தாக்கங்களைக் கட்டுப்படுத்தும் மற்றும் உருவகப்படுத்தும் திறனில் ஒரு குறிப்பிட்ட வலிமை இருப்பதாக நம்புகிறார்கள், அதேசமயம் மையோகிராஃபி நெறிமுறைகள் அவற்றின் வடிவமைப்பின் காரணமாக, ஒரே மாதிரியான நுண் சூழல்களை மட்டுமே நிறுவியுள்ளன. வெளிப்புற சுவர்களுக்கு சூப்பர்ஃப்யூஷனை வழங்கும் இரண்டு சேனல்களில் ஒன்றின் மூலம் மட்டுமே ஃபீனைலெஃப்ரினை வழங்குவதன் மூலம், மருந்து எதிர்கொள்ளும் பக்கம் மருந்து எதிர் பக்கத்தை விட மிகவும் சுருங்கியது என்பதை அவர்கள் நிரூபித்தனர். தமனி-ஆன்-ஏ-சிப் மாதிரியின் தலைகீழ் பொருத்துதலுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த சாதனத்தில் ஒரு மைக்ரோசேனல் நெட்வொர்க், ஒரு தமனி ஏற்றும் பகுதி மற்றும் ஒரு தனி தமனி ஆய்வு பகுதி உள்ளது. தமனி பகுதியை ஏற்றுவதற்கு ஒரு மைக்ரோசேனல் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் ஏற்றும் கிணறு சீல் செய்யப்படும்போது, இது ஒரு வாசனை திரவியம் சேனலாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது உயிரியல் திசுவில் உள்ள ஒரு கேபில்லரி படுக்கைக்கு தமனி இரத்தத்தின் ஊட்டச்சத்து விநியோக செயல்முறையை பிரதிபலிக்கிறது. மற்றொரு ஜோடி மைக்ரோ சேனல்கள் தமனி பிரிவின் இரண்டு முனைகளையும் சரிசெய்ய உதவுகின்றன. இறுதியாக, கடைசி ஜோடி மைக்ரோ சேனல்கள் சூப்பர்ஃப்யூஷன் ஓட்ட விகிதங்களை வழங்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இது ஒளிரும் சுவரின் மீது ஒரு நிலையான நீடித்த ஊடகத்தை வழங்குவதன் மூலம் உறுப்பின் உடலியல் மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாட்டை பராமரிப்பதற்காக பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு தெர்மோ எலக்ட்ரிக் ஹீட்டர் மற்றும் ஒரு தெர்மோரசிஸ்டர் ஆகியவை சிப்புடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன மற்றும் தமனி ஆய்வு பகுதியில் உடலியல் வெப்பநிலையை பராமரிக்கின்றன. திசு மாதிரியை ஆய்வு மண்டலத்திற்குள் ஏற்றுவதற்கும் பாதுகாப்பதற்கும் உள்ள நெறிமுறை இந்த அணுகுமுறை முழு உறுப்பு செயல்பாடுகளையும் எவ்வாறு அங்கீகரிக்கிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது. திசு பகுதியை ஏற்றும் கிணற்றில் மூழ்கடித்த பிறகு, ஏற்றுதல் செயல்முறை ஒரு ஊசி மூலம் இயக்கப்படுகிறது, இது ஏற்றுதல் கால்வாயின் தொலைதூர முனையில் இடையக கரைசலின் நிலையான ஓட்ட விகிதத்தை திரும்பப் பெறுகிறது. இது தமனியை அதன் அர்ப்பணிப்பு நிலையை நோக்கி கொண்டு செல்வதற்கு காரணமாகிறது. இது மூடிய நிலைப்படுத்தல் மற்றும்/வெளியேறும் கோடுகளில் சூப்பர்ஃப்யூஷன் மூலம் செய்யப்படுகிறது. பம்ப் நிறுத்தப்பட்ட பிறகு, நிலைப்படுத்தல் சேனல்களில் ஒன்றின் மூலம் துணை வளிமண்டல அழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பின்னர் ஏற்றும் கிணற்றை மூடிய பிறகு, இரண்டாவது நிலைப்படுத்தல் சேனல் ஒரு துணை வளிமண்டல அழுத்தத்திற்கு உட்படுத்தப்படுகிறது. இப்போது தமனி ஆய்வு பகுதியில் சமச்சீராக நிறுவப்பட்டுள்ளது, மேலும் ஒரு டிரான்ஸ்முரல் அழுத்தம் பிரிவால் உணரப்படுகிறது. மீதமுள்ள கால்வாய்கள் திறக்கப்பட்டு, நிலையான வாசனை திரவியம் மற்றும் சூப்பர்ஃப்யூஷன் தனித்தனி ஊசி விசையியக்கக் குழாய்களைப் பயன்படுத்தி சரிசெய்யப்படுகின்றன. பல நோய் செயல்முறைகளை ஆய்வு செய்ய வெஸ்ஸல்-ஆன்-சிப்ஸ் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, அலிரேசா மஷாகி மற்றும் அவரது சக ஊழியர்கள் வைரஸ் இரத்தப்போக்கு நோய்க்குறியைப் பற்றி ஆய்வு செய்ய ஒரு மாதிரியை உருவாக்கினர், இதில் வைரஸ் தூண்டப்பட்ட வாஸ்குலர் ஒருமைப்பாடு இழப்பு அடங்கும். எபோலா வைரஸ் நோயைப் படிக்கவும், எபோலா எதிர்ப்பு மருந்துகளைப் படிக்கவும் இந்த மாதிரி பயன்படுத்தப்பட்டது. 2021 ஆம் ஆண்டில், இந்த அணுகுமுறை லாசா காய்ச்சலை மாதிரியாக மாற்றுவதற்கும், லாசா வைரஸ் நோய்க்கு பெப்டைட் எஃப்எக்ஸ்-06 இன் சிகிச்சை விளைவுகளைக் காண்பிப்பதற்கும் மாற்றியமைக்கப்பட்டுள்ளது. தோல் மனித தோல் பல நோய்க்கிருமிகளுக்கு எதிரான பாதுகாப்பின் முதல் வரிசையாகும், மேலும் இது புற்றுநோய் மற்றும் வீக்கம் போன்ற பல்வேறு நோய்கள் மற்றும் பிரச்சினைகளுக்கு ஆளாகக்கூடும். எனவே, ஸ்கின்-ஆன்-அ-சிப் (SoC) பயன்பாடுகளில் மேற்பூச்சு மருந்துகள் மற்றும் அழகுசாதனப் பொருட்களின் சோதனை, தோல் நோய்கள் மற்றும் வீக்கத்தின் நோயியல் ஆய்வு மற்றும் ஒரு நோய்க்கிருமியின் இருப்பைக் குறிக்கக்கூடிய ஆன்டிஜென்கள் அல்லது ஆன்டிபாடிகள் இருப்பதை சோதிக்க "ஆக்கிரமிப்பு அல்லாத தானியங்கி செல்லுலார் மதிப்பீடுகளை உருவாக்குதல்" ஆகியவை அடங்கும். பல்வேறு வகையான சாத்தியமான பயன்பாடுகள் இருந்தபோதிலும், நுரையீரல் மற்றும் சிறுநீரகங்கள் போன்ற பல உறுப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது ஒப்பீட்டளவில் சிறிய ஆராய்ச்சி ஒரு தோல்-மீது-ஒரு-சிப்பை உருவாக்குகிறது. நுண் அலைவரிசைகளிலிருந்து கொலாஜன் சாரக்கட்டு பிரித்தல், முழுமையற்ற செல்லுலார் வேறுபாடு மற்றும் சாதன புனையலுக்கான பாலி (டைமெதிசிலோக்சேன்) (பி. டி. எம். எஸ்) இன் முக்கிய பயன்பாடு போன்ற சிக்கல்கள், இது இரசாயனங்களை உயிரியல் மாதிரிகளாக கசக்கிவிடுவதாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது மற்றும் ஒரு தளத்தின் வெகுஜன உற்பத்தி ஸ்டைமி தரப்படுத்தலாக இருக்க முடியாது. ஒரு கூடுதல் சிரமம் செல்-கலாச்சார சாரக்கட்டு அல்லது கலாச்சார செல்களுக்கு அடிப்படை பொருளின் மாறுபாடு ஆகும், இது தோல்-மீது-சிப் சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மனித உடலில், இந்த பொருள் எக்ஸ்ட்ரா செல்லுலார் மேட்ரிக்ஸ் என்று அழைக்கப்படுகிறது. செல்லுலார் மேட்ரிக்ஸ் (ஈசிஎம்) முதன்மையாக கொலாஜனால் ஆனது, மேலும் பல்வேறு கொலாஜன் அடிப்படையிலான சாரக்கட்டு எஸ்ஓசி மாடல்களில் சோதிக்கப்பட்டுள்ளது. ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட்களின் சுருக்கம் காரணமாக வளர்ப்பின் போது கொலாஜன் மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் முதுகெலும்பிலிருந்து பிரிக்க முனைகிறது. ஒரு ஆய்வு மூன்று வெவ்வேறு விலங்கு மூலங்களிலிருந்து கொலாஜன் சாரக்கட்டு பண்புகளை ஒப்பிடுவதன் மூலம் இந்த சிக்கலை தீர்க்க முயற்சித்ததுஃ பன்றி தோல், எலி வால் மற்றும் வாத்து கால்கள். பிற ஆய்வுகளும் சுருக்கத்தின் காரணமாக பிரிப்பு சிக்கல்களை எதிர்கொண்டன, இது முழு தோல் வேறுபாட்டின் செயல்முறை பல வாரங்கள் வரை ஆகலாம் என்பதைக் கருத்தில் கொண்டு சிக்கலானதாக இருக்கலாம். கொலாஜன் ஸ்கேஃபோல்டிங்கை ஃபைப்ரின் அடிப்படையிலான தோல் மேட்ரிக்ஸுடன் மாற்றுவதன் மூலம் சுருக்க சிக்கல்கள் தவிர்க்கப்பட்டுள்ளன, அவை சுருங்கவில்லை. பாரம்பரிய நிலையான கலாச்சாரத்துடன் ஒப்பிடும்போது மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் கலாச்சாரத்தில் அதிக வேறுபாடு மற்றும் செல் அடுக்குகளின் உருவாக்கம் ஆகியவை பதிவாகியுள்ளன, இது டைனமிக் பெர்ஃப்யூஷன் காரணமாக மேம்பட்ட செல்-செல் மற்றும் செல்-மேட்ரிக்ஸ் தொடர்புகளின் முந்தைய கண்டுபிடிப்புகளுடன் உடன்படுகிறது, அல்லது தொடர்ச்சியான ஊடக ஓட்டத்தின் அழுத்தம் காரணமாக இடைநிலை இடைவெளிகள் வழியாக ஊடுருவல் அதிகரிக்கிறது. இந்த மேம்பட்ட வேறுபாடு மற்றும் வளர்ச்சி ஓரளவு திரவ ஓட்டம் காரணமாக ஒரு மைக்ரோ சேனலில் அழுத்த சாய்வால் உருவாக்கப்பட்ட வெட்டு அழுத்தத்தின் விளைபொருளாக கருதப்படுகிறது, இது ஊடகத்திற்கு நேரடியாக அருகில் இல்லாத உயிரணுக்களுக்கு ஊட்டச்சத்து விநியோகத்தை மேம்படுத்தலாம். நிலையான கலாச்சாரங்களில், பாரம்பரிய தோல் சமமானவற்றில் பயன்படுத்தப்படும், செல்கள் பரவுவதன் மூலம் மட்டுமே ஊடகத்தில் ஊட்டச்சத்துக்களைப் பெறுகின்றன, அதேசமயம் மாறும் வாசனை திரவியம் இடைநிலை இடைவெளிகள் அல்லது செல்களுக்கு இடையிலான இடைவெளிகள் வழியாக ஊட்டச்சத்து ஓட்டத்தை மேம்படுத்த முடியும். தோலின் மேற்பரப்பு அடுக்கின் ஊடுருவலுக்கு முக்கிய தடையாக இருக்கும் மேல் தோலின் கடினமான வெளிப்புற அடுக்கான அடுக்கு கார்னியத்தின் இறுக்கமான சந்திப்பு உருவாக்கத்தை மேம்படுத்துவதற்கும் இந்த வாசனை திரவியம் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. டைனமிக் பெர்ஃப்யூஷன் செல் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்தலாம், இது ஒரு மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் மேடையில் வணிக ரீதியான சருமத்திற்கு சமமானதை வைப்பதன் மூலம் நிரூபிக்கப்படுகிறது, இது எதிர்பார்க்கப்பட்ட ஆயுட்காலம் பல வாரங்களுக்கு நீட்டிக்கப்பட்டது. இந்த ஆரம்பகால ஆய்வு தோல் சமமான மாதிரிகளில் மயிர்க்கால்களின் முக்கியத்துவத்தையும் நிரூபித்தது. சருமத்தின் மேற்பரப்பில் பயன்படுத்தப்படும் மேற்பூச்சு கிரீம்கள் மற்றும் பிற பொருட்களுக்கான சருமத்தின் கீழ் அடுக்கிற்குள் மயிர்க்கால்கள் முதன்மையான பாதையாகும், இது சமீபத்திய ஆய்வுகள் பெரும்பாலும் கணக்கிடப்படாத ஒரு அம்சமாகும். ஒரு ஆய்வு மூன்று அடுக்குகளைக் கொண்ட ஒரு SoC ஐ உருவாக்கியது, மேல் தோல், தோல் மற்றும் எண்டோதெலியல் அடுக்கு, நுண்ணிய சவ்வுகளால் பிரிக்கப்பட்டு, எடிமா, செல்களுக்கு வெளியே திரவக் குவிப்பு காரணமாக வீக்கம், தொற்று அல்லது காயத்திற்கு ஒரு பொதுவான பதில் மற்றும் செல்லுலார் பழுதுபார்ப்புக்கான இன்றியமையாத படி ஆகியவற்றைப் பற்றி ஆய்வு செய்ய. அழற்சி எதிர்ப்பு பண்புகளைக் கொண்ட ஸ்டீராய்டல் கிரீமான டெக்ஸின் முன் பயன்பாடு, SoC இல் இந்த வீக்கத்தை குறைத்தது என்பது நிரூபிக்கப்பட்டது. எண்டோமெட்ரியம் எண்டோமெட்ரியம் பொருத்துதல் மற்றும் கர்ப்பத்தின் பிற நிலைகளில் அதன் பங்கிற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. மனித-மீது-ஒரு-சிப் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு பல-சேனல் 3D மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் செல் கலாச்சார அமைப்பை உருவாக்குவதில் பணியாற்றி வருகின்றனர், இது நுண்ணுயிரிகளை பிரிக்கிறது, இதில் 3D செல்லுலார் திரட்டல்கள் உடலில் உள்ள பல உறுப்புகளைப் பிரதிபலிக்கும் வகையில் வளர்க்கப்படுகின்றன. பெரும்பாலான ஆர்கன்-ஆன்-அ-சிப் மாதிரிகள் இன்று ஒரு செல் வகையை மட்டுமே வளர்க்கின்றன, எனவே அவை முழு உறுப்பு செயல்பாடுகளைப் படிப்பதற்கான செல்லுபடியாகும் மாதிரிகளாக இருந்தாலும், மனித உடலில் ஒரு மருந்தின் முறையான விளைவு சரிபார்க்கப்படவில்லை. குறிப்பாக, ஒரு ஒருங்கிணைந்த செல் கலாச்சார அனலாக் (μCCA) உருவாக்கப்பட்டது மற்றும் நுரையீரல் செல்கள், மருந்து-வளர்சிதை மாற்ற கல்லீரல் மற்றும் கொழுப்பு செல்கள் ஆகியவை அடங்கும். உயிரணுக்கள் 2டி திரவ வலையமைப்பில் இணைக்கப்பட்டன, கலாச்சார ஊடகம் இரத்த வாடகையாக சுழல்கிறது, இதனால் திறம்பட ஊட்டச்சத்து விநியோக போக்குவரத்து முறையை வழங்குகிறது, அதே நேரத்தில் உயிரணுக்களில் இருந்து கழிவுகளை அகற்றுகிறது. "மைக்ரோசிசிசிஏவின் வளர்ச்சி ஒரு யதார்த்தமான இன் விட்ரோ பார்மகோகைனெட்டிக் மாதிரிக்கு அடித்தளம் அமைத்தது மற்றும் விவோ சூழ்நிலைகளில் அதிக நம்பகத்தன்மையுடன் பல உயிரணு வகைகளை வளர்ப்பதற்கான ஒருங்கிணைந்த பயோமிமெடிக் அமைப்பை வழங்கியது" என்று சி. ஜாங் மற்றும் பலர் கூறுகின்றனர். கல்லீரல், நுரையீரல், சிறுநீரகம் மற்றும் கொழுப்பு ஆகிய நான்கு மனித உறுப்புகளைப் பிரதிபலிக்கும் வகையில் நான்கு வெவ்வேறு உயிரணு வகைகளை வளர்க்கும் மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் மனிதனை அவர்கள் உருவாக்கியுள்ளனர். சாதனத்தில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள அனைத்து உயிரணு வகைகளுக்கும் மதிப்புமிக்க ஒரு நிலையான சீரம் இல்லாத கலாச்சார ஊடகத்தை உருவாக்குவதில் அவர்கள் கவனம் செலுத்தினர். உகந்த நிலையான ஊடகம் பொதுவாக ஒரு குறிப்பிட்ட செல்-வகையை இலக்காகக் கொண்டுள்ளது, அதேசமயம் ஒரு மனித-மீது-ஒரு-சிப் வெளிப்படையாக ஒரு பொதுவான ஊடகம் (CM) தேவைப்படும். உண்மையில், அவர்கள் ஒரு செல் கலாச்சாரம் CM ஐ அடையாளம் கண்டுள்ளதாகக் கூறுகின்றனர், இது மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் சாதனத்தில் உள்ள அனைத்து செல் கலாச்சாரங்களையும் வாசனை செய்யப் பயன்படுத்தப்படும்போது, உயிரணுக்களின் செயல்பாட்டு நிலைகளை பராமரிக்கிறது. இன் விட்ரோ வளர்க்கப்பட்ட உயிரணுக்களின் உணர்திறனை உயர்த்துவது சாதனத்தின் செல்லுபடியை உறுதி செய்கிறது, அல்லது மைக்ரோ சேனல்களில் செலுத்தப்படும் எந்தவொரு மருந்தும் மனிதர்களில் உள்ள முழு உறுப்புகளையும் போலவே மாதிரி உயிரணுக்களிலிருந்து ஒரே மாதிரியான உடலியல் மற்றும் வளர்சிதை மாற்ற எதிர்வினையைத் தூண்டும். ஒற்றை திரவ ஆக்சுவேட்டரைப் பயன்படுத்தி பல திசுக்களுக்கு மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் போக்குவரத்தை சரிசெய்ய அனுமதிக்கும் ஒரு மனித-மீது-ஒரு-சிப் வடிவமைப்பு, கல்லீரல் மற்றும் கணைய திசுக்களைப் பயன்படுத்தி ப்ரீடியாபெடிக் ஹைப்பர் கிளைசீமியாவை மாடலிங் செய்வதற்காக வடிவமைக்கப்பட்டு மதிப்பீடு செய்யப்பட்டது. இந்த வகையான சில்லுகளின் விரிவான வளர்ச்சியுடன், மருந்து நிறுவனங்கள் ஒரு உறுப்பின் எதிர்வினையின் நேரடி விளைவுகளை மற்றொரு உறுப்பில் அளவிட முடியும். உதாரணமாக, உயிர்வேதியியல் பொருட்களின் விநியோகம் ஒரு உயிரணு வகைக்கு பயனளிக்கும் என்றாலும், அது மற்றவர்களின் செயல்பாடுகளை சமரசம் செய்யாது என்பதை உறுதிப்படுத்த திரையிடப்படும். இந்த உறுப்புகளை 3டி பிரிண்டர்கள் மூலம் அச்சிடுவது ஏற்கனவே சாத்தியமாக இருக்கலாம், ஆனால் செலவு மிக அதிகமாக உள்ளது. முழு உடல் பயோமைமெடிக் சாதனங்களை வடிவமைப்பது மருந்து நிறுவனங்கள் உறுப்புகளை-ஆன்-சிப்ஸ் நோக்கி வைத்திருக்கும் ஒரு பெரிய இடஒதுக்கீட்டை நிவர்த்தி செய்கிறது, அதாவது உறுப்புகளை தனிமைப்படுத்துதல். இந்த சாதனங்கள் மேலும் மேலும் அணுகக்கூடியதாக மாறும்போது, வடிவமைப்பின் சிக்கலானது அதிவேகமாக அதிகரிக்கிறது. அமைப்புகள் விரைவில் ஒரே நேரத்தில் ஒரு சுற்றோட்ட அமைப்பு மூலம் இயந்திர இடையூறு மற்றும் திரவ ஓட்டத்தை வழங்க வேண்டும். "நிலையான கட்டுப்பாட்டை விட மாறும் கட்டுப்பாடு தேவைப்படும் எதுவும் ஒரு சவால்" என்று மிச்சிகன் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த தகயாமா கூறுகிறார். இந்த சவாலை எம்ஐடியைச் சேர்ந்த திசு பொறியியல் லிண்டா கிரிஃபித் குழு ஓரளவு சமாளித்துள்ளது. 4, 7 அல்லது 10 உறுப்புகள் திரவக் கட்டுப்பாட்டின் மூலம் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டிருக்கும் வகையில் ஒரு சிக்கலான மல்டி-ஆர்கன்-ஆன்-எ-சிப் உருவாக்கப்பட்டது. இந்த அமைப்பு இந்த உறுப்புகளின் செயல்பாட்டை வாரங்களுக்கு பராமரிக்க முடியும். விலங்கு சோதனையை மாற்றுவது மருந்து வளர்ச்சியின் ஆரம்ப கட்டத்தில், விலங்கு மாதிரிகள் மட்டுமே மனித மருந்தக இயக்கவியல் பதில்களைக் கணிக்கக்கூடிய இன் விவோ தரவைப் பெறுவதற்கான ஒரே வழியாகும். இருப்பினும், விலங்குகள் மீதான சோதனைகள் நீண்ட, விலையுயர்ந்த மற்றும் சர்ச்சைக்குரியவை. எடுத்துக்காட்டாக, விலங்கு மாதிரிகள் பெரும்பாலும் மனித காயங்களை உருவகப்படுத்தும் இயந்திர அல்லது இரசாயன நுட்பங்களுக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன. குறுக்கு இனங்கள் எக்ஸ்ட்ராபோலேஷன் குறைபாடு காரணமாக, அத்தகைய விலங்கு மாதிரிகளின் செல்லுபடியாகும் தன்மை குறித்தும் கவலைகள் உள்ளன. மேலும், விலங்கு மாதிரிகள் தனிப்பட்ட மாறிகளின் மிகக் குறைந்த கட்டுப்பாட்டை வழங்குகின்றன, மேலும் குறிப்பிட்ட தகவல்களை அறுவடை செய்வது சிக்கலானதாக இருக்கலாம். எனவே, இன் விட்ரோ மாதிரியில் ஒரு மனிதனின் உடலியல் பதில்களைப் பிரதிபலிப்பது மிகவும் மலிவு விலையில் செய்யப்பட வேண்டும், மேலும் உயிரியல் சோதனைகளில் செல்லுலார் நிலைக் கட்டுப்பாட்டை வழங்க வேண்டும்ஃ பயோமிமெடிக் மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் அமைப்புகள் விலங்கு சோதனையை மாற்றலாம். சிக்கலான உறுப்பு-நிலை நோயியல் பதில்களை இனப்பெருக்கம் செய்யும் எம். இ. எம். எஸ் அடிப்படையிலான பயோசிப்ஸின் வளர்ச்சி, நச்சுயியல் மற்றும் விலங்கு சோதனை மற்றும் மருத்துவ பரிசோதனைகளை நம்பியிருக்கும் மருந்துகள் மற்றும் அழகுசாதனப் பொருட்களின் வளர்ச்சி செயல்முறை உள்ளிட்ட பல துறைகளில் புரட்சியை ஏற்படுத்தும். சமீபத்தில், விவோ செல் சூழலுக்கு நெருக்கமான செல் கலாச்சார சூழலை வழங்க உடற்கூறியல் அடிப்படையிலான இன் விட்ரோ அமைப்புகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. பல உட்பிரிவு வாசனை திரவியங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு புதிய சோதனை தளங்கள் மருந்தியல் மற்றும் நச்சுயியல் ஆகியவற்றில் குறிப்பிடத்தக்க ஆர்வத்தைப் பெற்றுள்ளன. விவோ வழிமுறைகள் அல்லது ADME செயல்முறைகளில் அதன் உறிஞ்சுதல், விநியோகம், வளர்சிதை மாற்றம் மற்றும் நீக்குதல் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய விவோ சூழ்நிலைக்கு நெருக்கமான ஒரு செல் கலாச்சார சூழலை வழங்குவதை இது நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. கைனடிக் மாடலிங் உடன் இணைந்த பெர்ஃபியூஸ்ட் இன் விட்ரோ அமைப்புகள், ஜெனோ பயோட்டிக்ஸின் டாக்ஸிகோகைனெட்டிக்ஸில் ஈடுபடும் பல்வேறு செயல்முறைகளை விட்ரோவில் படிப்பதற்கான நம்பிக்கைக்குரிய கருவிகளாகும். மனித உடலின் அம்சங்களை முடிந்தவரை நெருக்கமாக பிரதிபலிக்கும் மாதிரிகளை உருவாக்குவதையும், மருந்து வளர்ச்சியில் அவற்றின் சாத்தியமான பயன்பாட்டை நிரூபிக்கும் எடுத்துக்காட்டுகளை வழங்குவதையும் நோக்கமாகக் கொண்ட நுண்ணிய புனையப்பட்ட செல் கலாச்சார அமைப்புகளின் வளர்ச்சிக்கு மேற்கொள்ளப்பட்ட முயற்சிகள், அதாவது ஒருங்கிணைந்த மருந்து தொடர்புகளை அடையாளம் காண்பது மற்றும் பல உறுப்பு வளர்சிதை மாற்ற தொடர்புகளை உருவகப்படுத்துதல் போன்றவை. பல கம்பார்ட்மெண்ட் மைக்ரோ ஃப்ளூயிடிக் அடிப்படையிலான சாதனங்கள், குறிப்பாக பாலூட்டி உடலின் கம்பார்ட்மெண்டல் மாடல்களில் சேர்மங்களின் வெகுஜன பரிமாற்றத்தைக் குறிக்கும் உடலியல் அடிப்படையிலான மருந்தக இயக்கவியல் (பிபிபிகே) மாதிரிகளின் இயற்பியல் பிரதிநிதித்துவங்கள், மருந்து மேம்பாட்டு செயல்முறையை மேம்படுத்த பங்களிக்கக்கூடும். சில வளர்ந்து வரும் தொழில்நுட்பங்கள் கலப்பு உயிரணு வகைகளின் இணை வளர்ப்பில் பல உயிரியல் செயல்முறைகளை அளவிடும் திறனைக் கொண்டுள்ளன, உடலின் பல்வேறு பகுதிகளிலிருந்து வரும் செல்கள், இது விவோ மாடல்களில் உள்ளவற்றுடன் அதிக ஒற்றுமையை வழங்க பரிந்துரைக்கப்படுகிறது. கணித மருந்தக இயக்கவியல் (பி. கே.) மாதிரிகள் ஆரம்ப மருந்து அளவின் அடிப்படையில் ஒவ்வொரு உறுப்பிலும் செறிவு-நேர சுயவிவரங்களை மதிப்பிடுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. இத்தகைய கணித மாதிரிகள் ஒப்பீட்டளவில் எளிமையானவை, உடலை ஒரு ஒற்றைப் பெட்டியாகக் கருதுகின்றன, இதில் மருந்து விநியோகம் நிர்வாகத்திற்குப் பிறகு விரைவான சமநிலையை அடைகிறது. சம்பந்தப்பட்ட அனைத்து அளவுருக்களும் அறியப்படும்போது கணித மாதிரிகள் மிகவும் துல்லியமாக இருக்க முடியும். பி. கே அல்லது பிபிபிகே மாதிரிகளை பி. டி மாதிரிகளுடன் இணைக்கும் மாதிரிகள் ஒரு மருந்தின் நேரத்தை சார்ந்த மருந்தியல் விளைவுகளை கணிக்க முடியும். இப்போதெல்லாம் மனிதர்களில் உள்ள எந்தவொரு இரசாயனத்தைப் பற்றியும் பி. பி. பி. கே மாதிரிகள் மூலம் பி. கே. ஐ நாம் கணிக்க முடியும், கிட்டத்தட்ட முதல் கொள்கைகளிலிருந்து. இந்த மாதிரிகள் மிகவும் எளிமையானவை, புள்ளிவிவர டோஸ்-ரெஸ்பான்ஸ் மாதிரிகள் போன்றவை, அல்லது அதிநவீன மற்றும் அமைப்புகள் உயிரியலை அடிப்படையாகக் கொண்டவை, பின்பற்றப்பட்ட இலக்கு மற்றும் கிடைக்கக்கூடிய தரவுகளின்படி. அந்த மாதிரிகளுக்கு நமக்குத் தேவையானது வட்டி மூலக்கூறுக்கான நல்ல அளவுரு மதிப்புகள் மட்டுமே. மைக்ரோ செல் கலாச்சார ஒப்புமைகள் (மைக்ரோ செல் கலாச்சார ஒப்புமைகள்) போன்ற மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் செல் கலாச்சார அமைப்புகள் பிபிபிகே மாதிரிகளுடன் இணைந்து பயன்படுத்தப்படலாம். பாடி-ஆன்-அ-சிப் சாதனங்கள் என்றும் அழைக்கப்படும் இந்த மைக்ரோசிசிஏக்கள் அளவிடப்பட்ட சாதனங்கள், உடற்கூறியல் திரவ ஓட்ட நிலைமைகளின் கீழ் மற்றும் யதார்த்தமான திசு-திசு அளவு விகிதங்களுடன் பல திசு தொடர்புகளை உருவகப்படுத்த முடியும். இந்த அமைப்புகளுடன் பெறப்பட்ட தரவு இயந்திரவியல் கருதுகோள்களைச் சோதிக்கவும் செம்மைப்படுத்தவும் பயன்படுத்தப்படலாம். மைக்ரோஃபாப்ரிகேட்டிங் சாதனங்கள் அவற்றைத் தனிப்பயனாக்குவதற்கும், உறுப்புகளின் பெட்டிகளை ஒருவருக்கொருவர் சரியாக அளவிடுவதற்கும் அனுமதிக்கிறது. இந்த சாதனத்தை விலங்கு மற்றும் மனித உயிரணுக்களுடன் பயன்படுத்த முடியும் என்பதால், இது குறுக்கு-இனங்கள் எக்ஸ்ட்ராபோலேஷனை எளிதாக்கும். பிபிபிகே மாதிரிகளுடன் இணைந்து பயன்படுத்தப்படும், சாதனங்கள் பயனுள்ள செறிவுகளின் மதிப்பீட்டை அனுமதிக்கின்றன, அவை விலங்கு மாதிரிகளுடன் ஆய்வுகளுக்கு பயன்படுத்தப்படலாம் அல்லது மனித பதிலைக் கணிக்கலாம். பல உட்பிரிவு சாதனங்களின் வளர்ச்சியில், பயன்படுத்தப்பட்ட பிபிபிகே மாதிரிகள் போன்ற மனித உடலின் பிரதிநிதித்துவங்கள் மருந்து மேம்பாட்டு செயல்முறையை அதிகரிக்க அறைகள் மற்றும் திரவ சேனல் இணைப்புகளின் ஏற்பாடு தொடர்பாக சாதன வடிவமைப்பை வழிநடத்த பயன்படுத்தப்படலாம், இதன் விளைவாக மருத்துவ பரிசோதனைகளில் வெற்றி அதிகரிக்கும். மேலும் காண்க மைக்ரோஃபிசியோமெட்ரி சிஐபி-ஆன்-சிப் எமுலேட் பிரீசிஷன் கட் நுரையீரல் துண்டுகள் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் யுகே ஆர்கன்-ஆன்-ஏ-சிப் டெக்னாலஜிஸ் நெட்வொர்க் ஈயூ எச்2020 திட்டம் (ஓஆர்சிஹெச்ஐடி) மானிய ஒப்பந்தம் எண் 766884, வளர்ச்சியில் ஆர்கன்-ஆன்-சிப் எச். டி. எம். டி மனித உறுப்பு மற்றும் நோய் மாதிரி தொழில்நுட்பங்கள்ஃ நெதர்லாந்தை தளமாகக் கொண்ட முன்-போட்டி இலாப நோக்கற்ற, ஆர்கன்-ஆன்-சிப் ஆராய்ச்சி கூட்டமைப்பு, ஆராய்ச்சி மற்றும் தரவை திறந்த அணுகல் பரப்புவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. மைக்ரோஃப்ளூயிடிக்ஸ் நானோ தொழில்நுட்பம் உயிரித் தொழில்நுட்பம் திசு பொறியியல்